题目内容
【题目】如图所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于倾角θ＝30°的粗糙斜面上，导轨上、下端各接有阻值R＝20Ω的电阻，导轨电阻忽略不计，导轨宽度L＝2m，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1T。质量m＝0.1kg、连入电路的电阻r＝10Ω的金属棒ab在较高处由静止释放，当金属棒ab下滑高度h＝3m时，速度恰好达到最大值v＝2m/s。金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好。g取10m/s2；求：
(1)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中机械能的减少量；
(2)求金属棒与斜面之间的摩擦力；
(3)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中导轨上端电阻R中产生的焦耳热。
【答案】(1)2.8J；(2)0.1N；(3)0.55J
【解析】
(1)金属棒ab机械能的减少量
ΔE＝mgh－
mv2＝2.8J
(2)速度最大时金属棒ab产生的电动势
E＝BLv
产生的电流
此时的安培力
F＝BIL
由题意可知，所受摩擦力
Ff＝mgsin30°－F=0.1N
(3)由能量守恒得，损失的机械能等于金属棒ab克服摩擦力做功和产生的电热之和，电热
上端电阻R中产生的热量
QR＝
Q
联立以上几式得
QR＝0.55J
练习册系列答案
小学同步三练核心密卷系列答案
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