Question

（19分）如圖所示，兩平行導軌間距L＝0.1 m，足夠長光滑的傾斜部分和粗糙的水平部分圓滑連接，傾斜部分與水平面的夾角θ＝30°，垂直斜面方向向上的磁場的磁感應強度B＝0.5 T，水平部分沒有磁場．金屬棒ab質量m＝0.005 kg，電阻r＝0.02 Ω，運動中與導軌有良好接觸，并且垂直于導軌，電阻R＝0.08 Ω，其余電阻不計，當金屬棒從斜面上離地高h＝1.0 m以上任何地方由靜止釋放后，在水平面上滑行的最大距離x都是1.25 m(取g＝10 m/s2)．

求：(1)棒在斜面上的最大速度；(2)水平面的動摩擦因數；

(3)從高度h＝1.0 m處滑下后電阻R上產生的熱量。

 

Answer 1

【答案】

(1) (2) (3)

【解析】

試題分析：(1)由題意知金屬棒從離地高以上任何地方由靜止釋放后，在到達水平面之前已經開始勻速運動．

設最大速度為，則感應電動勢……1分

感應電流……1分

安培力……1分

勻速運動時，有……1分

解得……2分

(2)在水平面上運動時，金屬棒所受滑動摩擦力……2分

金屬棒在摩擦力作用下做勻減速運動，有

……1分

……1分

解得……2分

(用動能定理同樣可以解答)

(3)下滑的過程中，由動能定理可得：

……2分

安培力所做的功等于電路中產生的焦耳熱，有……2分

電阻R上產生的熱量：……2分

解得.……1分

考點：電磁感應? 功能關系