Question

（17分）如圖所示，置于同一水平面內(nèi)的兩平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌相距，兩導(dǎo)軌間接有一固定電阻和一個(gè)內(nèi)阻為零、電動(dòng)勢(shì)的電源，兩導(dǎo)軌間還有圖示的豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度.兩軌道上置有一根金屬棒MN，其質(zhì)量，棒與導(dǎo)軌間的摩擦阻力大小為，金屬棒及導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，棒由靜止開(kāi)始在導(dǎo)軌上滑動(dòng)直至獲得穩(wěn)定速度v。求：

（1）導(dǎo)體棒的穩(wěn)定速度為多少？

（2）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大時(shí)，導(dǎo)體棒的穩(wěn)定速度最大？最大速度為多少？

（3）若不計(jì)棒與導(dǎo)軌間的摩擦阻力，導(dǎo)體棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度穩(wěn)定時(shí)，回路產(chǎn)生的熱量為多少？

 

Answer 1

（1）10m/s；（2）；18m/s；（3）7J.

【解析】

試題分析：（1）對(duì)金屬棒，由牛頓定律得：

① ② ③

當(dāng)a=0時(shí)，速度達(dá)到穩(wěn)定，

由①②③得穩(wěn)定速度為：

（2）當(dāng)棒的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)速度

當(dāng)時(shí)，即時(shí)，V最大.

得

（3） 對(duì)金屬棒，由牛頓定律得：

得

即

得

由能量守恒得：

得

考點(diǎn)：牛頓定律；法拉第電磁感應(yīng)定律以及能量守恒定律.