Question

【題目】如圖所示PQ、MN為足夠長(zhǎng)的兩平行金屬導(dǎo)軌，它們之間連接一個(gè)阻值R=8Ω的電阻，導(dǎo)軌間距為L＝1m。一質(zhì)量m=0.1kg ，電阻r=2Ω, 長(zhǎng)約1m的金屬桿水平放置在導(dǎo)軌上，它與導(dǎo)軌的滑動(dòng)摩擦因數(shù)。導(dǎo)軌平面的傾角為300，在垂直導(dǎo)軌平面方向有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T，現(xiàn)讓金屬桿AB由靜止開始下滑，已知桿AB從靜止開始到恰好作勻速運(yùn)動(dòng)的過程中通過桿的電量q=1C，求：

（1）桿AB下滑速度為2m/s時(shí)的加速度大�。�

（2）桿AB下滑的最大速度；

（3）桿AB從靜止開始到恰好作勻速運(yùn)動(dòng)的過程中R上產(chǎn)生的熱量。

Answer 1

【答案】（1）1.5m/s2 （2）8m/s （3）0.64J

【解析】本題考查電磁感應(yīng)中的單棒問題，涉及牛頓運(yùn)動(dòng)定律、收尾速度、感應(yīng)電量、能量守恒等知識(shí)。

（1）取AB桿為研究對(duì)象其受力分析，由牛頓第二定律可得：

、

聯(lián)立解得：

當(dāng)時(shí)，

（2）由第（1）問可得，當(dāng)時(shí)

，代入數(shù)據(jù)得：

（3）從靜止開始到勻速運(yùn)動(dòng)過程中

聯(lián)立解得：

由能量守恒得

又

聯(lián)立解得，代入數(shù)據(jù)得：