如圖所示,處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m,導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角,下端連接阻值為R的電阻,勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為0.2kg,電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25。
(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大小;
(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時,電阻R消耗的功率為8W,求該速度的大;
(3)在上問中,若R=2Ω,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。

解:(1)棒剛開始運(yùn)動時,速度為0,故此時無安培力,物體只受重力、支持力和摩擦力。所以有

(2)速度最大時,加速度為0,此時有
 ①
 ②
 ③
由上述式子可得vm=10m/s
(3)由安培力方向可知此時磁場方向垂直于斜面向上。將上述各已知量代入①③式,可得B=0.4T
練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距L=1m,導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30°角,下端連接阻值為R=0.8Ω的電阻,勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,磁感強(qiáng)度大小B=1T;質(zhì)量為m=0.1kg、電阻r=0.2Ω金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.g取10m/s2.求:
(1)金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大。
(2)金屬棒ab所能獲得的最大速度;
(3)若屬棒ab沿斜面下滑0.2m時恰好獲得最大速度,求在此過程中回路一共生熱多少焦?

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3
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(1)拉力大小F;

(2)拉力的功率P;

(3)拉力做的功W;

(4)線圈中產(chǎn)生的電熱Q;

(5)通過線圈某一截面的電荷量q。

 

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