题目内容
【题目】如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距L＝0.50 m，导轨平面与水平面间夹角θ＝37°，N、Q间连接一个电阻R＝5.0 Ω，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B＝1.0 T．将一根质量为m＝0.050 kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒及导轨的电阻不计．现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.50，当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s＝2.0 m．已知g＝10 m/s2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80.求：
(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；
(2)金属棒到达cd处的速度大小；
(3)金属棒由位置ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量．
【答案】（1）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小为2m/s2；（2）金属棒达到cd处的速度大小为2m/s；（3）金属棒由位置ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量为0.10J．
【解析】试题分析：（1）设金属杆的加速度大小为
，则： 
， 
。
设金属棒达到cd位置时速度大小为
、电流为I，金属棒受力平衡，有： 
， 
，解得
。
（3）设金属棒从ab运动到cd的过程中，电阻R上产生的热量为Q，由能量守恒，有
，解得
。
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