Question

（09年常州一中模擬）（12分）如圖所示，MN、PQ為間距L=0.5m足夠長的平行導(dǎo)軌，NQ⊥MN。導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37°，NQ間連接有一個R=5Ω的電阻。有一勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感強度為B0=1T。將一根質(zhì)量為m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻均不計。現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運動過程中始終與NQ平行。已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時已經(jīng)達到穩(wěn)定速度，cd距離NQ為s=1m。試解答以下問題：（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

（1）當(dāng)金屬棒滑行至cd處時回路中的電流多大？

（2）金屬棒達到的穩(wěn)定速度是多大？

（3）若將金屬棒滑行至cd處的時刻記作t=0，從此時刻起，讓磁感強度逐漸減小，可使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則t=1s時磁感應(yīng)強度應(yīng)為多大？

Answer 1

解析：（1）在達到穩(wěn)定速度前，金屬棒的加速度逐漸減小，

速度逐漸增大。達到穩(wěn)定速度時，有

                          （1分）

 

            （2分）

 

（2分）

 

（2）、   

                  

               （2分）

 

（3）當(dāng)回路中的總磁通量不變時，金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng) 電流。此時金屬棒將沿導(dǎo)軌做勻加速運動。

 

 

      （2分）

 

設(shè)t時刻磁感應(yīng)強度為B，則：

 

 

                  （2分）

 

故t=1s時磁感應(yīng)強度              （1分）