Question

【题目】如图所示，两平行金属导轨之间的距离为L=0.6m，两导轨所在平面与水平面之间的夹角为θ=37°，电阻R的阻值为1Ω（其余电阻不计），一质量为m=0.1kg的导体棒横放在导轨上，整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度为B=0.5T，方向垂直导轨平面斜向上，已知导体棒与金属导轨间的动摩擦因数为μ=0.3，今由静止释放导体棒，导体棒沿导轨下滑s=3m，开始做匀速直线运动．已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，求：

（1）导体棒匀速运动的速度；

（2）导体棒下滑s的过程中产生的电能．（立体图转化为平面图）

Answer 1

【答案】（1）10m/s；

（2）0.28J

【解析】试题分析：（1）根据安培力公式求出安培力，导体棒匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件求出导体棒匀速运动的速度．

（2）由能量守恒定律可以求出产生的电能．

解：（1）导体棒受到的安培力：

F=BIL=BL=，

导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，

由平衡条件得：mgsin37°=+μmgcos37°，

解得：v=10m/s；

（2）在导体棒下滑的过程中，由能量守恒定律得：

mgssin37°=E+μmgscos37°+mv2，解得，产生的电能E=0.28J；

答：（1）导体棒匀速运动的速度为10m/s；

（2）导体棒下滑s的过程中产生的电能0.28J．