如图所示.处于匀强磁场中的两根足够长.电阻不计的平行金属导轨相距1 m.导轨平面与水平面成θ＝37°角.下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2 kg.电阻不计的金属棒放在两导轨上.棒与导轨垂直并保持良好接触.它们之间的动摩擦因数为0.25. (1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小． (2)当金属棒下滑速度达到稳� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m，导轨平面与水平面成θ＝37°角，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为0.2 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小．

(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8 W，求该速度的大小．

(3)在上问中，若R＝2 Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向．

(g取10 m/s²，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

【答案】

(1)4 m/s² (2)10 m/s (3)0.4 T 方向垂直导轨平面向上

【解析】(1)金属棒开始下滑的初速度为零，根据牛顿第二定律得

mgsin θ－μmgcos θ＝ma①

由①式解得

a＝10×(0.6－0.25×0.8) m/s²＝4 m/s²②

(2)设金属棒运动达到稳定时，速度为v，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡

mgsin θ－μmgcos θ－F＝0③

此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率Fv＝P④

由③④两式解得：

v＝＝ m/s

＝10 m/s⑤

(3)设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为B

I＝⑥

P＝I²R⑦

由⑥⑦两式解得：

B＝＝ T＝0.4 T⑧

磁场方向垂直导轨平面向上

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科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=1m，导轨平面与水平面成θ=30°角，下端连接阻值为R=0.8Ω的电阻，匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感强度大小B=1T；质量为m=0.1kg、电阻r=0.2Ω金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触．g取10m/s²．求：
（1）金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
（2）金属棒ab所能获得的最大速度；
（3）若属棒ab沿斜面下滑0.2m时恰好获得最大速度，求在此过程中回路一共生热多少焦？

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