题目内容
如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距L=0.50m，导轨平面与水平面间夹角θ=370，N、Q间连接一个电阻R=5.0Ω，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=1.0T。将一根质量m=0.050kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒及导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.50，当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s=2.0m。已知g=10m/s2，sin370=0.60，cos370=0.80。求：
(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；
(2)金属棒达到cd处的速度大小；
(3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量。
(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；
(2)金属棒达到cd处的速度大小；
(3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量。
（1）2.0m/s2；（2）2.0m/s；（3）Q=0.10J
试题分析： （1）设金属杆的加速度大小为a，则由牛顿第二定律：
mgsinq－mmgcosq="ma"
解得a=2.0m/s2
（2）设金属棒达到cd位置时速度大小为v、电流为I，金属棒受力平衡，有
mgsinq=BIL+mmgcosq
解得 v="2.0m/s"
（3）设金属棒从ab运动到cd的过程中，电阻R上产生的热量为Q，由能量守恒，有
解得 Q="0.10J"
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