Question

如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37º角，下端連接阻值為R的電阻.勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直.質(zhì)量為0.2kg，電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25.求：

1.求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大小；

2.當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8W，求該速度的大小；

（g=10m/s²，sin37º=0.6，cos37º=0.8）

 

 

Answer 1

【答案】

 

1.

2.

【解析】（1）金屬棒開始下滑的初速度為零，根據(jù)牛頓第二定律：

  (3分)

解得    （1分）

（2）設(shè)金屬棒達到穩(wěn)定時，速度為，所受安培力為F，棒沿導(dǎo)軌方向受力平衡：

  （3分）

電阻消耗的功率等于克服安培力做功的功率，即：

 （2分）

以上兩式聯(lián)立，解得：

 （1分）