题目内容
（14分）如图所示，两根与水平面成
角的足够长光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L=1m，导轨底端接有阻值为1
的电阻R，导轨的电阻忽略不计。整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度B=1T。现有一质量为m=0.2kg、电阻不计的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M=0.5kg的物体相连，细绳与导轨平面平行，将金属棒与M由静止释放，棒沿导轨运动了2m后开始做匀速运动。运动过程中，棒与导轨始终保持垂直接触。（
）求：
（1）金属棒匀速运动时的速度；
（2）棒从释放到开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量；
（3）若保持某一大小的磁感应强度B1不变，取不同质量M的物块拉动金属棒，测出金属棒相应的做匀速运动的v值，得到实验图象如图所示，请根据图中的数据计算出此时的B1。
（4）改变磁感应强度的大小为B2，B2=3B1，其他条件不变，图线的斜率及图线与M轴交点有什么变化。
（1）由于金属棒匀速运动，以棒为研究对象，则其受力平衡，即
（3分）
解得
m/s （1分）
（2）设棒从释放到开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量为Q（即安培力做功的大小），根据系统能量转化与守恒定律得：
（3分）
解得
J（1分）
（3）由
得， （2分）
从图象上可以看出
，
（2分）
（4）当改变磁感应强度的大小为B2，B2=3B1，其他条件不变时从表达式
上可以看出
图线的斜率减小为原来的
（1分）
与M轴的交点不变，图线与M轴的交点表示
。（2分）
练习册系列答案
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