Question

10分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1.0m，导轨平面与水平面成θ=37??角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.20kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。⑴求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；⑵当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8.0W，求该速度的大小；⑶在第2问中，若R=2.0Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小和方向。（g=10m/s²，sin37??=0.60，cos37??=0.80）

Answer 1

⑴4m/s²  ⑵10m/s ⑶0.4T，垂直于导轨平面向上

解析:

（1）金属棒刚开始滑动时受到重力和摩擦力，它们的合力沿斜面向下：代入数据可得加速度为

（2）当金属棒速度稳定时，电动势稳定。设此时速度为v，电动势

稳定时合力为零：，得，由已知

因此得v=10m/s

（3）若R=2.0Ω，金属棒中的电流方向由a到b，由（2）可知B=0.4T.

方向垂直于导轨平面向上

【知识点讲解】主要考查了电磁感应的运用，对物理过程的分析仔细分析，金属棒速度稳定时，合外力为零是解题的关键。