Question

【題目】如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的光滑平行金屬導軌相距，導軌平面與水平面成角，下端連接阻值為的電阻，勻強磁場方向與導軌平面垂直，磁感應強度大小為；質量為、電阻金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸。取，求：

（1）金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小；

（2）金屬棒所能獲得的最大速度；

（3）若金屬棒沿斜面下滑時恰好獲得最大速度，求在此過程中回路一共生熱多少焦？

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

試題分析：（1）金屬棒開始下滑的初速度為零，根據牛頓第二定律得：

代人數據解得： 。

（2）設金屬棒運動達到穩定時，速度為，所受安培力為，棒在沿導軌方向受力平衡有：

，，，

最大速度為： 。

（3）根據全過程中能的轉化和守恒規律，有：，

所以全過程中系統產生的熱為：。