Question

【題目】如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌之間的距離為L=0.6m，兩導(dǎo)軌所在平面與水平面之間的夾角為θ=37°，電阻R的阻值為1Ω（其余電阻不計(jì)），一質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒橫放在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T，方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上，已知導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.3，今由靜止釋放導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑s=3m，開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)．已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，求：

（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度；

（2）導(dǎo)體棒下滑s的過程中產(chǎn)生的電能．（立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖）

Answer 1

【答案】（1）10m/s；

（2）0.28J

【解析】試題分析：（1）根據(jù)安培力公式求出安培力，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件求出導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度．

（2）由能量守恒定律可以求出產(chǎn)生的電能．

解：（1）導(dǎo)體棒受到的安培力：

F=BIL=BL=，

導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，

由平衡條件得：mgsin37°=+μmgcos37°，

解得：v=10m/s；

（2）在導(dǎo)體棒下滑的過程中，由能量守恒定律得：

mgssin37°=E+μmgscos37°+mv2，解得，產(chǎn)生的電能E=0.28J；

答：（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度為10m/s；

（2）導(dǎo)體棒下滑s的過程中產(chǎn)生的電能0.28J．