Question

（17分）如图所示，置于同一水平面内的两平行长直导轨相距，两导轨间接有一固定电阻和一个内阻为零、电动势的电源，两导轨间还有图示的竖直方向的匀强磁场，其磁感应强度.两轨道上置有一根金属棒MN，其质量，棒与导轨间的摩擦阻力大小为，金属棒及导轨的电阻不计，棒由静止开始在导轨上滑动直至获得稳定速度v。求：

（1）导体棒的稳定速度为多少？

（2）当磁感应强度B为多大时，导体棒的稳定速度最大？最大速度为多少？

（3）若不计棒与导轨间的摩擦阻力，导体棒从开始运动到速度稳定时，回路产生的热量为多少？

 

Answer 1

（1）10m/s；（2）；18m/s；（3）7J.

【解析】

试题分析：（1）对金属棒，由牛顿定律得：

① ② ③

当a=0时，速度达到稳定，

由①②③得稳定速度为：

（2）当棒的稳定运动速度

当时，即时，V最大.

得

（3） 对金属棒，由牛顿定律得：

得

即

得

由能量守恒得：

得

考点：牛顿定律；法拉第电磁感应定律以及能量守恒定律.