Question

如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長。電阻不計的平行金屬導軌相距1m，導軌平面與水平面成37⁰角，下端連接阻值為R的電阻。勻強磁場方向與導軌平面垂直。質量為0.2kg。電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數為0.25。求：

(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小；
(2)當金屬棒下滑速度達到穩定時，電阻消耗的功率為，求該速度的大小；
(取 ，，)

Answer 1

（1）(2)

試題分析：（1）金屬棒開始下滑的初速度為零，根據牛頓第二定律： 

解得 
（2） 設金屬棒達到穩定時，速度為v，所受安培力為F，棒沿導軌方向受力平衡： 

電阻消耗的功率等于克服安培力做功的功率，即：
以上兩式聯立，解得：
點評：本題難度較小，隨著導體棒速度的逐漸增大，加速度逐漸減小，當加速度減小到零時速度最大