题目内容
【题目】如图光滑的平行金属导轨长L=2.0m，两导轨间距离d=0.5m，导轨平面与水平面的夹角为θ=30°，导轨上端接一阻值为R=0.5Ω的电阻，其余电阻不计，轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场，磁感应强度B=1T。有一不计电阻、质量为m=0.5kg的金属棒ab，放在导轨最上端且与导轨垂直。当金属棒ab由静止开始自由下滑到底端脱离轨道的过程中，电阻R上产生的热量为Q=1J，g=10m/s2，则:
（1）棒在下滑的过程中达到的最大速度是多少？
（2）当棒的速度为v=2 m/s时，它的加速度是多大？
【答案】(1) 4m/s (2) 3m/s2
【解析】棒到达底端时速度最大，根据能量守恒定律求解最大速度；棒由静止开始自由下滑的过程中，切割磁感线产生感应电流，受到沿斜面向上的安培力，再根据牛顿第二定律求解加速度。
(1)棒做加速度逐渐减小的变加速运动，棒到达底端时速度最大，由能量守恒定律得： 
解得：
(2)当棒的速度为v时，感应电动势
，感应电流
棒所受安培力
当棒的速度为v=2m/s时， 
由牛顿第二定律得： 
代人数据解得棒的加速度：
练习册系列答案
相关题目
