题目内容
如图所示，长度足够的平行光滑U形导轨倾斜放置，倾角θ=37°，导轨间的距离L=1.0m，电阻R=0.8Ω，导轨电阻不计，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感强度B=1.0T，质量m=0.5kg、电阻r=0.2Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小为F=5.0N的恒力，使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行，当ab棒滑行0.8m后速度不变．求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）
（1）金属棒匀速运动时的速度大小；
（2）金属棒匀速运动时电阻R上的功率；
（3）金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量为多少？
（1）金属棒匀速运动时的速度大小；
（2）金属棒匀速运动时电阻R上的功率；
（3）金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量为多少？
（1）当金属棒所受的合力为零时，有F=mgsinθ+
∴v=
=
=2m/s．
（2）根据闭合电路欧姆定律得，I=
=
=2A
∴金属棒匀速运动时电阻R上的功率PR=I2R=22×0.8=3.2W
（3）根据能量守恒定律得，Q=F?s-mgs?sinθ-
mv2
QR=
Q=0.48J．
答：（1）金属棒匀速运动时的速度大小为2m/s．
（2）金属棒匀速运动时电阻R上的功率为3.2W．
（3）电阻R上产生的热量为0.48J．
| B2L2v |
| R+r |
∴v=
| (F-mgsinθ)(R+r) |
| B2L2 |
| (5-0.5×10×0.6)(0.8+0.2) |
| 12×12 |
（2）根据闭合电路欧姆定律得，I=
| BLv |
| R+r |
| 1×1×2 |
| 0.8+0.2 |
∴金属棒匀速运动时电阻R上的功率PR=I2R=22×0.8=3.2W
（3）根据能量守恒定律得，Q=F?s-mgs?sinθ-
| 1 |
| 2 |
|
QR=
| R |
| R+r |
答：（1）金属棒匀速运动时的速度大小为2m/s．
（2）金属棒匀速运动时电阻R上的功率为3.2W．
（3）电阻R上产生的热量为0.48J．
练习册系列答案
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