Question

【题目】如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值R=8Ω的电阻，导轨间距为L＝1m。一质量m=0.1kg ，电阻r=2Ω, 长约1m的金属杆水平放置在导轨上，它与导轨的滑动摩擦因数。导轨平面的倾角为300，在垂直导轨平面方向有匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T，现让金属杆AB由静止开始下滑，已知杆AB从静止开始到恰好作匀速运动的过程中通过杆的电量q=1C，求：

（1）杆AB下滑速度为2m/s时的加速度大小；

（2）杆AB下滑的最大速度；

（3）杆AB从静止开始到恰好作匀速运动的过程中R上产生的热量。

Answer 1

【答案】（1）1.5m/s2 （2）8m/s （3）0.64J

【解析】本题考查电磁感应中的单棒问题，涉及牛顿运动定律、收尾速度、感应电量、能量守恒等知识。

（1）取AB杆为研究对象其受力分析，由牛顿第二定律可得：

、

联立解得：

当时，

（2）由第（1）问可得，当时

，代入数据得：

（3）从静止开始到匀速运动过程中

联立解得：

由能量守恒得

又

联立解得，代入数据得：