Question

如图所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=5Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B₀=1T。将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd距离NQ为s=2m。试解答以下问题：（g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

1.当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大？

2.金属棒达到的稳定速度是多大？

3.当金属棒滑行至cd处时回路中产生的焦耳热是多少？

4.若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）?

 

Answer 1

【答案】

 

1.

2.

3.0.1J     

4.T 

【解析】（1）达到稳定速度时，有

  1分        1分                2分

（2）      1分              1分                               2分

（3）E=mgsin37⁰s—μmgcos37⁰s    —mv²=0.1J            3分

（4）当回路中的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流。此时金属棒将沿导轨做匀加速运动。

      2分

               2分

B=T           1分