题目内容
如图所示，相距0.5m足够长的两根光滑导轨与水平面成37°角，导轨电阻不计，下端连接阻值为2Ω的电阻R，导轨处在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上。ab、cd为水平金属棒且与导轨接触良好，它们的质量均为0.5kg、电阻均为2Ω。ab棒与一绝缘水平细绳相连处于静止状态，现让cd棒从静止开始下滑，直至与ab相连的细绳刚好被拉断，在此过程中电阻R上产生的热量为0.5J，已知细线能承受的最大拉力为5N．求细绳被拉断时：（g=10m/s2，sin37°=0.6）
（1）ab棒中的电流大小；
（2）cd棒的速度大小；
（3）cd棒下滑的距离。
（1）1A （2）6m/s （3）4m
（1）细绳被拉断瞬时，对ab棒受力分析得，Fm cos37°=mgsin37°+BIabL （2分）
代入数据解得，Iab=1A （2分）
（2）分析电路可知，Iab = IR ，Icd=Iab+ IR = 2A （2分）
根据闭合欧姆定可得，
（2分）
联立可得，v= 6 m/s （2分）
（3）金属棒cd从静止开始运动直至细绳刚好被拉断的过程中，由焦耳定律得，
，
（2分）
代入数据解得，Qab= QR = 0.5J，Qcd =(2I)2Rcdt= 4I2Rabt= 2J （4分）由能量守恒得，
（2分）
解得s = 4m （2分）
练习册系列答案
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如图所示，相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37°，现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab，它与导轨间动摩擦因数为0.5，整个装置处于磁感应强度为2T的竖直向上匀强磁场中，导轨所接电源的电动势为15V，内阻不计，滑动变阻器的阻值满足要求，其他部分电阻不计，g取10m/s2，为了保证ab处于静止状态（cosθ=0.8），则：
