Question

(2005·上海)如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，下端連接阻值為R的電阻．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直．質(zhì)量為0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒ab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(dòng)摩擦因數(shù)為0.25．

(1)求金屬棒ab沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大��；

(2)當(dāng)金屬棒ab下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電阻R消耗的功率為8W，求該速度的大��；

(3)在上問(wèn)中，若R=2Ω，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向．(g取，sin37°=0.6，cos37°=0.8)

Answer 1

答案：略
解析：

思路分析：(1)金屬棒開(kāi)始下滑的初速度為0，根據(jù)牛頓第二定律有： mgsinθ－μmgcosθ=ma，由此可得 (2)設(shè)金屬棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度為v，所受安培力為F=BIL，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡： mgsinθ－μmgcosθ－F=0　　　　　　　　�、� 此時(shí)電路中電阻R消耗的電功率：P=Fv　�、� 由①②兩式解得：v=10m/s (3)設(shè)電路中電流為I，兩導(dǎo)軌間金屬棒的長(zhǎng)為L，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，有：，且功率 由此可得，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向上． 答案：(1)(2)10m/s(3)0.4T，垂直于導(dǎo)軌平面向上 規(guī)律技巧總結(jié)：對(duì)于力和運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，我們?nèi)绻�能�?jīng)常站在力的角度來(lái)分析問(wèn)題，站在能量的高度來(lái)解決問(wèn)題，會(huì)給我們對(duì)問(wèn)題的分析帶來(lái)很大的幫助．