Question

【題目】如圖所示,MN、PQ為間距L=0.5 m的足夠長(zhǎng)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(gè)R=5 Ω 的電阻。有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1 T。將一根質(zhì)量為m=0.05 kg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(jì)。現(xiàn)由靜止釋放金屬棒,金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與NQ平行。已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度,cd距離NQ為s=2m。則:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

（1）當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)回路中的電流是多大?

（2）金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度是多大?

（3）當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)回路中產(chǎn)生的焦耳熱是多少?

Answer 1

【答案】（1）0.2 A; （2）2 m/s; （3）0.1 J

【解析】（1）金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿導(dǎo)軌方向金屬棒受力平衡得：

金屬棒受的安培力為：

,

解得：

（2）由歐姆定律得：

由電磁感應(yīng)定律得：

解得：

（3）金屬棒滑行至cd處時(shí)，由能量守恒定律得：

解得：。