Question

【题目】如图所示,MN、PQ为间距L=0.5 m的足够长平行导轨,NQ⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=5 Ω 的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B0=1 T。将一根质量为m=0.05 kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计。现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度,cd距离NQ为s=2m。则:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

（1）当金属棒滑行至cd处时回路中的电流是多大?

（2）金属棒达到的稳定速度是多大?

（3）当金属棒滑行至cd处时回路中产生的焦耳热是多少?

Answer 1

【答案】（1）0.2 A; （2）2 m/s; （3）0.1 J

【解析】（1）金属棒匀速运动时，沿导轨方向金属棒受力平衡得：

金属棒受的安培力为：

,

解得：

（2）由欧姆定律得：

由电磁感应定律得：

解得：

（3）金属棒滑行至cd处时，由能量守恒定律得：

解得：。