Question

【题目】如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面的夹角，导轨电阻不计，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。长为L的金属棒垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量m、电阻为R。两金属导轨的上端连接一个电阻,其阻值也为R。现闭合开关K ，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F＝2mg的恒力，使金属棒由静止开始运动，若金属棒上滑距离为s时速度恰达到最大，最大速度vm。（重力加速度为g， sin37°=0．6,cos37°=0．8）求：

（1）求金属棒刚开始运动时加速度大小；

（2）求金属棒由静止开始上滑2s的过程中，金属棒上产生的电热Q1

Answer 1

【答案】（1）1．4g；（2）

【解析】

试题分析：（1）据题意，金属棒刚开始运动时，对金属棒进行受力分析，受到重力G、支持力N、拉力F，根据牛顿第二定律有：

（2）金属棒从静止开始运动到2s过程中，拉力做正功、重力做负功、安培力做负功，据动能定理可得：

安培力所做的功完全转化为电热，则有：

由于电热与电阻成正比，则金属棒上产生热量为：