题目内容
如图，两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角，导轨间距为d，两导体棒a和b与导轨垂直放置，两根导体棒的质量都为m、电阻都为R，回路中其余电阻不计。整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B,在t=0时刻使a沿导轨向上作速度为v的匀速运动，同时将b由静止释放，b经过一段时间后也作匀速运动。已知d=1m，m=0.5kg，R=0.5Ω，B=0.5T，θ=300，g取10m／s2，不计两导棒间的相互作用力。 
（1）若使导体棒b静止在导轨上，导体棒a向上运动的速度v多大?
（2）若a在平行于导轨向上的力F作用下，以v1=2m/s的速度沿导轨向上匀速运动，试导出F与b的速率v2的函数关系式并求出v2的最大值；
（3）在(2)中，当t=2s时，b的速度达到5.06m/s，2s内回路中产生的焦耳热为13.2J，求该2s内力F做的功(结果保留三位有效数字)。
（1）若使导体棒b静止在导轨上，导体棒a向上运动的速度v多大?
（2）若a在平行于导轨向上的力F作用下，以v1=2m/s的速度沿导轨向上匀速运动，试导出F与b的速率v2的函数关系式并求出v2的最大值；
（3）在(2)中，当t=2s时，b的速度达到5.06m/s，2s内回路中产生的焦耳热为13.2J，求该2s内力F做的功(结果保留三位有效数字)。
⑴v1="10m/s " ④（1分）
⑵vm=" 8m/s" （1分）
⑶WF="14.9J " （1分）
解：⑴设a的速度为v1，则 
① （1分）
对b：
②（1分）
FA=mgsinθ ③（1分）
将①②式代入③式得：v1="10m/s " ④（1分）
⑵设a的速度为v1，b的速度为v2，回路电流为I，
则：
⑤（1分）
对a：mgsinθ + FA = F
⑥（2分）
代入数据得:
（1分）
设b的最大速度为vm，则有：
（2分）
代入数据得: vm=" 8m/s" （1分）
⑶对b：mgsinθ－FA= ma
（1分）
用微元法计算b棒的位移, 取任意无限小△t时间,b棒位移为
对上式两边同乘以
得 
（1分）
代入数据并求和得：
8t－x2 = 2v2 （1分）
将t=2s，v2=5.06m/s代入上式得：x2="5.88m " （1分）
a的位移：x1=v1t =" 2×2" = 4m
由功能关系知：
（1分）
代入数据得：WF="14.9J " （1分）
① （1分）对b：
②（1分） FA=mgsinθ ③（1分）
将①②式代入③式得：v1="10m/s " ④（1分）
⑵设a的速度为v1，b的速度为v2，回路电流为I，
则：
⑤（1分）对a：mgsinθ + FA = F
⑥（2分）代入数据得:
（1分）设b的最大速度为vm，则有：
（2分）代入数据得: vm=" 8m/s" （1分）
⑶对b：mgsinθ－FA= ma
（1分） 用微元法计算b棒的位移, 取任意无限小△t时间,b棒位移为
对上式两边同乘以
得 （1分）代入数据并求和得：
8t－x2 = 2v2 （1分）将t=2s，v2=5.06m/s代入上式得：x2="5.88m " （1分）
a的位移：x1=v1t =" 2×2" = 4m
由功能关系知：
（1分）代入数据得：WF="14.9J " （1分）
练习册系列答案
相关题目
、
和
，则
、垂直导轨的金属棒ab，由静止沿导轨向上移动（ab棒始终与导轨接触良好且垂直，不计导轨电阻及一切摩擦）。若牵引力功率恒为72W，经时间t=2.0s达到稳定速度，此过程金属棒向前滑行的位移S=4.0m。求金属棒的稳定速度及此过程金属棒上产生的热量（结果保留两位有效数字）。
b点，则: ( )
固定在匀强磁场中，
是一段长为L电阻为R的均匀导线，
和
的电阻可不计，
，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。现有一长度为
的均匀导线杆
架在导线框上，开始紧靠
向
端移动，移动过程中与导线框接触良好。当
时。求：
从高处自由下落一段时间后垂直于磁场方向进入一有界磁场，从
边刚进
入磁场到
边刚进入磁场的这段时间内，下列说法正确的是 （ ）
端的电势高于
端
的质量都是m，电阻都是R，与导轨垂直放置且接触良好，两个金属棒离最低点都足够远。空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。下列判断正确的是（ ）
