Question

足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ表面粗糙，與水平面間的夾角37⁰，間距為1.0m，動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為4.0T，PM間電阻8.0。質(zhì)量為2.0kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，其他電阻不計(jì)。用恒力沿導(dǎo)軌平面向下拉金屬桿ab，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，8s末桿運(yùn)動(dòng)剛好達(dá)到最大速度為8m/s，這8s內(nèi)金屬桿的位移為48m，(g=10m/s²,cos37⁰=0.8,sin37⁰=0.6)
求：

（1）金屬桿速度為4.0m/s時(shí)的加速度大小。
（2）整個(gè)系統(tǒng)在8s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

Answer 1

（1）　　（2）

解析試題分析：（1）對(duì)金屬桿進(jìn)行受力分析：受有重力、垂直軌道向上的支持力、沿軌道向上的摩擦力、沿軌道向下的恒力F、沿軌道向上的安培力，如圖所示。

根據(jù)牛頓第二定律得：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：
歐姆定律可得：
所以　
當(dāng)時(shí)　　　則

解得：
當(dāng)時(shí)，有

解得：
（2）對(duì)整個(gè)過程，由功能關(guān)系得：

解得：
考點(diǎn)：本題考查電磁感應(yīng)與電路、動(dòng)力學(xué)、功能關(guān)系，意在考查考生的綜合分析能力。