题目内容
电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨间距L=0.75 m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热
。(取
)求：
(1)金属棒在此过程中克服安培力的功
；
(2)金属棒下滑速度
时的加速度
．
(3)为求金属棒下滑的最大速度
，有同学解答如下：由动能定理
，……。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。
【答案】
（1）
（2）3.2(3) 此解法正确
【解析】（1）下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热，由于
，因此
∴
（2）金属棒下滑时受重力和安培力
由牛顿第二定律
∴
(3)此解法正确。
金属棒下滑时受重力和安培力作用，其运动满足
上式表明，加速度随速度增加而减小，棒作加速度减小的加速运动。无论最终是否达到匀速，当棒到达斜面底端时速度一定为过程中的最大。由动能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正确。
∴
本题考查法拉第电磁感应中的能量问题，产生的焦耳热是回路中总的能量，根据R和r的电流相等，能量分配可求出总的焦耳热，从而求出克服安培力做功
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| B、此过程中金属棒克服安培力做功为0.3 J | ||||
| C、金属棒下滑速度为4 m/s时的加速度为1.4 m/s2 | ||||
D、金属棒下滑的最大速度为≤
|
电阻可忽略的光滑平行金属导轨，两导轨间距L=0.75m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1.5Q的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上．阻值r=0.5Q，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J．（取g=10m/s2）求：
。(取
)求：
；
时的加速度
．
，有同学解答如下：由动能定理
，……。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。