Question

【题目】如图所示，固定且足够长的平行光滑金属导轨EF、PQ所在平面的倾角 ，导轨的下端E、P之间接有R=1Ω的定值电阻，导轨间距L=1m，导轨的电阻不计，导轨上垂直于导轨的虚线上方有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小B=1T，在虚线下方的导轨上放一垂直于导轨的金属棒ab，金属棒ab的质量m=1kg，有效电阻r=0.5Ω，长度也为L=1m，将金属棒ab与绕过导轨上端的定滑轮的细线连接，定滑轮与金属棒ab间的细线与导轨平行，细线的另一端吊着一个重物，重物的质量也为m=1kg，释放重物，细线带着金属棒ab向上运动，金属棒ab运动过程中，始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，开始时金属棒ab到虚线的距离s=0.5m，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：

（1）金属棒ab刚进入磁场时的速度；

（2）金属棒ab刚进入磁场时的加速度；

（3）金属棒ab在磁场中做匀速运动时的速度。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）根据机械能守恒，有，解得

（2）刚进入磁场时，对于重物有：，对于金属棒由：，并且，，，解得

（3）设金属棒ab在磁场中匀速运动的速度为v2，则有，解得。