题目内容
如图所示,AB和CD是足够长的平行光滑导轨,其间距为l,导轨平面与水平面的夹角为θ.整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.AC端连有电阻值为R的电阻.若将一质量为M,垂直于导轨的金属棒EF在距BD端s处由静止释放,在EF棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段.今用大小为F、方向沿斜面向上的恒力把EF棒从BD位置由静止推至距BD端s处,突然撤去恒力F,棒EF最后又回到BD端.(金属棒、导轨的电阻均不计)求:
(1)EF棒下滑过程中的最大速度.
(2)EF棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中,有多少电能转化成了内能?
【答案】
(1) 
(2)
Fs-
2.
【解析】(1)如图所示,当EF从距BD端s处由静止开始滑至BD的过程中,受力情况如图所示.
安培力:F安=BIl=
l
根据牛顿第二定律:a=
①
所以,EF由静止开始做加速度减小的变加速运动.
当a=0时速度达到最大值vm
由①式中a=0有:Mgsinθ-
=0
vm=
(2)由恒力F推至距BD端s处,棒先减速至零,然后从静止下滑,在滑回BD之前已达最大速度vm开始匀速,
设EF棒由BD从静止出发到再返回BD过程中,转化成的内能为ΔE.根据能的转化与守恒定律:
Fs-ΔE=
ΔE=Fs-2.
练习册系列答案
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如图所示,ab和cd分别是放在变压器两侧光滑水平导轨上的导体,cd原来静止,通电导线与ab在同一平面内（ ）
| A．ab向右匀速运动时,cd一定向右运动 |
| B．ab向右匀速运动时,cd不可能运动 |
| C．ab向右加速运动时,cd一定向右运动 |
| D．ab向右加速运动时,一定向左运动. |