题目内容
【题目】如图所示,两平行金属导轨之间的距离为L=0.6m,两导轨所在平面与水平面之间的夹角为θ=37°,电阻R的阻值为1Ω(其余电阻不计),一质量为m=0.1kg的导体棒横放在导轨上,整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度为B=0.5T,方向垂直导轨平面斜向上,已知导体棒与金属导轨间的动摩擦因数为μ=0.3,今由静止释放导体棒,导体棒沿导轨下滑s=3m,开始做匀速直线运动.已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)导体棒匀速运动的速度;
(2)导体棒下滑s的过程中产生的电能.(立体图转化为平面图)
【答案】(1)10m/s;
(2)0.28J
【解析】试题分析:(1)根据安培力公式求出安培力,导体棒匀速运动,处于平衡状态,由平衡条件求出导体棒匀速运动的速度.
(2)由能量守恒定律可以求出产生的电能.
解:(1)导体棒受到的安培力:
F=BIL=BL=,
导体棒做匀速直线运动,处于平衡状态,
由平衡条件得:mgsin37°=+μmgcos37°,
解得:v=10m/s;
(2)在导体棒下滑的过程中,由能量守恒定律得:
mgssin37°=E+μmgscos37°+mv2,解得,产生的电能E=0.28J;
答:(1)导体棒匀速运动的速度为10m/s;
(2)导体棒下滑s的过程中产生的电能0.28J.
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