Question

10分）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軌相距1.0m，導軌平面與水平面成θ=37??角，下端連接阻值為R的電阻。勻強磁場方向與導軌平面垂直。質量為0.20kg，電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數為0.25。⑴求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小；⑵當金屬棒下滑速度達到穩定時，電阻R消耗的功率為8.0W，求該速度的大小；⑶在第2問中，若R=2.0Ω，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應強度的大小和方向。（g=10m/s²，sin37??=0.60，cos37??=0.80）

Answer 1

⑴4m/s²  ⑵10m/s ⑶0.4T，垂直于導軌平面向上

解析:

（1）金屬棒剛開始滑動時受到重力和摩擦力，它們的合力沿斜面向下：代入數據可得加速度為

（2）當金屬棒速度穩定時，電動勢穩定。設此時速度為v，電動勢

穩定時合力為零：，得，由已知

因此得v=10m/s

（3）若R=2.0Ω，金屬棒中的電流方向由a到b，由（2）可知B=0.4T.

方向垂直于導軌平面向上

【知識點講解】主要考查了電磁感應的運用，對物理過程的分析仔細分析，金屬棒速度穩定時，合外力為零是解題的關鍵。