Question

【題目】如圖所示，MN、PQ為足夠長的平行導(dǎo)軌，間距L＝0.5 m.導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝37°.NQ⊥MN，NQ間連接有一個(gè)R＝3 Ω的電阻.有一勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0＝1 T.將一根質(zhì)量為m＝0.1 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，金屬棒的電阻r＝2 Ω，其余部分電阻不計(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)速度大小開始保持不變，cd 距離NQ為s＝6 m.試解答以下問題：(g＝10m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

（1）金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度是多大？

（2）從靜止開始直到達(dá)到穩(wěn)定速度的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少？

Answer 1

【答案】（1）4m/s（2）0.24J

【解析】（1）在達(dá)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(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)，有：，，代入已知數(shù)據(jù)，得；

（2）根據(jù)能量守恒得，重力勢能減小轉(zhuǎn)化為動(dòng)能、摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能和回路中產(chǎn)生的焦耳熱.有，

電阻R上產(chǎn)生的熱量，解得；