Question

如圖所示，M₁N₁、M₂N₂是兩根處于同一水平面內的平行導軌，導軌間距離是d=0.5m，導軌左端接有定值電阻R=2Ω，質量為m=0.1kg的滑塊垂直于導軌，可在導軌上左右滑動并與導軌有良好的接觸，滑動過程中滑塊與導軌間的摩擦力恒為f=1N，滑塊用絕緣細線與質量為M=0.2kg的重物連接，細線跨過光滑的定滑輪，整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度是B=2T，將滑塊由靜止釋放．設導軌足夠長，磁場足夠大，M未落地，且不計導軌和滑塊的電阻．g=10m/s²，求：

滑塊能獲得的最大動能
滑塊的加速度為a=2m/s²時的速度
設滑塊從開始運動到獲得最大速度的過程中，電流在電阻R上所做的電功是w=0.8J，求此過程中滑塊滑動的距離．

Answer 1

0.2J  0.8m/s² 1.4m

解析試題分析：（1）滑塊達到最大速度后做勻速直線運動，由平衡條件得：Mg=f+BId  ① 
達到最大速度時滑塊產生的電動勢：E=  ②    
由閉合電路歐姆定律：I=E/R      ③
由①②③解得：     （2分）
由動能表達式：J （1分）
（2）由牛頓第二定律：Mg-f-BId=（M+m）a   ④（3分）
I=E/R  ⑤         E=    ⑥
聯立②③④解得： （3分）
（3）設滑塊從開始運動到獲得最大速度的過程中，滑塊滑動的距離為x，由功能關系：
 解得：x="1.4m" （3分）
考點：本題考查楞次定律、閉合電路歐姆定律、功能關系、動能。