- 试题详情及答案解析
- 如图所示，AB和CD是足够长的平行光滑导轨，其间距为l，导轨平面与水平面的夹角为θ。整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面且向上的匀强磁场中。AC端连有阻值为R的电阻。若将一质量为m、垂直于导轨的金属棒EF在距BD端s处由静止释放，则棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段（金属棒及导轨的电阻不计）。求：
（1）金属棒下滑速度为v时的加速度。
（2）金属棒下滑过程中的最大速度。
（3）金属棒下滑至BD端过程中，电阻R上产生的热量。
（4）若用大小为F、方向沿斜面向上的恒力把金属棒EF从BD位置由静止推至距BD端s处，此时撤去该力，金属棒EF最后又回到BD端。金属棒棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中，有多少电能转化成了内能?- 答案：（1）
（2）
（3）
（4）
- 解：（1）导体棒切割磁感线的电动势：
………………① ……………（1分）
由闭合电路欧姆定律：
………………② ……………（1分）
导体棒受到的安培力：
………………③ ……………（1分）
对金属棒受力分析，由牛顿第二定律：
………………④ ………………（1分）
联立①②③④，得： ………………（1分）
（2）当
时，速度最大 ………………（1分）
则最大速度： ………………（1分）
（3）金属棒由EF滑到BD的过程，由能量守恒：
………………（3分）
金属棒上产生的热量： ………………（1分）
（4）金属棒由BD出发，又回到BD的全过程，由能量守恒：
………………（3分）
金属棒上产生的热量： ………………（1分）