Question

如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1.0m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，下端連接阻值為R的電阻。勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，質(zhì)量為0．2kg。電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0．25．求：

（1）求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的加速度大��；

（2）當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電阻R消耗的功率為4W，求該速度的大�。�

（3）在上問中，若R＝2 W，金屬棒中的電流方向由b到a，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向（g=10rn／s²，sin37°＝0．6， cos37°＝0．8）

Answer 1

（1）金屬棒開始下滑的初速為零，根據(jù)牛頓第二定律：mgsinθ－μmgcosθ＝ma    ①

由①式解得a＝10×(O．6－0．25×0．8)m／s²=4m／s²                    　　　�、�

（2）設(shè)金屬棒運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，速度為v，所受安培力為F，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡

mgsinθ一μmgcos0一F＝0                                   　　　　③

此時(shí)金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率：Fv＝P   ④

由③、④兩式解得

解析:

略