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光滑平行金属导轨长L=2m,两导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨上接一阻值为R=0.5Ω的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度B=1T,有一质量为m、不计电阻的金属棒ab,放在导轨的最上端,如图所示,当棒ab从最上端由静止开始自由下滑,到达底端脱离轨道时,电阻R上产生的热量为Q=1J.则当棒的速度为v=2m/s时,它的加速度为______m/s2,棒下滑的最大速度为______m/s.
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棒做加速度逐渐减小的变加速运动.
(1)棒受力如图:
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速度为v=2 m/s时,安培力为:FA=BId═1 N
运动方向的合外力为:F=mgsinθ-FA
所以此时的加速度为:a=
mgsinθ-FA
m

带入数据解得:a=3m/s2
(2)棒到达底端时速度最大.
此过程能量的转化为:重力势能转化为动能和电热
根据能量守恒定律有:mgsinθ=
1
2
mvm2+Q

解得:vm=4 m/s
答(1)3
(2)4
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

光滑平行金属导轨长L=2m,两导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨上接一阻值为R=0.5Ω的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度B=1T,有一质量为m=0.4kg不计电阻的金属棒ab,放在导轨的最上端,如图所示,当棒ab从最上端由静止开始自由下滑,到达底端脱离轨道时,电阻R上产生的热量为Q=1J.则当棒的速度为v=2m/s时,它的加速度为
2.5
2.5
m/s2,棒下滑的最大速度为
15
15
m/s.

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精英家教网光滑平行金属导轨长L=2m,两导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨上接一阻值为R=0.5Ω的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度B=1T,有一质量为m、不计电阻的金属棒ab,放在导轨的最上端,如图所示,当棒ab从最上端由静止开始自由下滑,到达底端脱离轨道时,电阻R上产生的热量为Q=1J.则当棒的速度为v=2m/s时,它的加速度为
 
m/s2,棒下滑的最大速度为
 
m/s.

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光滑平行金属导轨长L=2m,二导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨上端接一阻值为R=0.5 W的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场,磁感应强度B=1T.有一不计电阻的金属棒ab的质量m=0.5kg,放在导轨最上端,如图所示.当ab棒从最上端由静止开始自由下滑,到达底端脱离轨道时,电阻R上产生的热量为Q=1J,求:

(1)当棒的速度为v=2 m/s时,它的加速度是多少?

(2)棒下滑的最大速度是多少?

(3)棒下滑过程中通过电阻R的最大电流是多少?

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光滑平行金属导轨长L=2m,两导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨上接一阻值为R=0.5Ω的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度B=1T,有一质量为m=0.4kg不计电阻的金属棒ab,放在导轨的最上端,如图所示,当棒ab从最上端由静止开始自由下滑,到达底端脱离轨道时,电阻R上产生的热量为Q=1J.则当棒的速度为v=2m/s时,它的加速度为    m/s2,棒下滑的最大速度为    m/s.

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