Question

【題目】如圖所示，兩足夠長的平行金屬導軌MN、PQ相距為L，導軌平面與水平面的夾角=370，導軌電阻不計，整個裝置處于垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，長為L的金屬棒垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒的質量為m、電阻為R，與導軌間動摩擦因數=0.5，兩金屬導軌的上端連接一個電阻，其阻值也為R，現閉合開關，給金屬棒施加一個方向垂直于棒且平行于導軌平面向上、大小為F=3mg的恒力，使金屬棒從靜止開始運動，若金屬棒上滑距離為時速度恰達到最大，最大速度為.（重力加速度為，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）金屬棒剛開始運動時加速度大小；

（2）勻強磁場的磁感應強度的大小；

（3）金屬棒由靜止開始上滑位移2s的過程中，金屬棒上產生的焦耳熱Q.

Answer 1

【答案】（1）2g（2）（3）

【解析】（1）分析金屬棒受力可得，代入數據可得；

（2）當金屬棒速度為時，受力平衡，可得，

又，，聯立解得；

（3）根據動能定理可得，，解得．