题目内容
【题目】如图所示，两足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面的夹角
=370，导轨电阻不计，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，长为L的金属棒垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R，与导轨间动摩擦因数
=0.5，两金属导轨的上端连接一个电阻，其阻值也为R，现闭合开关，给金属棒施加一个方向垂直于棒且平行于导轨平面向上、大小为F=3mg的恒力，使金属棒从静止开始运动，若金属棒上滑距离为
时速度恰达到最大，最大速度为
.（重力加速度为
，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）金属棒刚开始运动时加速度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）金属棒由静止开始上滑位移2s的过程中，金属棒上产生的焦耳热Q.
【答案】（1）2g（2）
（3）
【解析】（1）分析金属棒受力可得
，代入数据可得
；
（2）当金属棒速度为
时，受力平衡，可得
，
又
，
，联立解得
；
（3）根据动能定理可得
，
，解得
．
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