如圖所示，處於勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m，導軌平面與水平面成θ=370角，下端連接...

問題詳情：

如圖所示，處於勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m，導軌平面與水平面成θ=370角，下端連接着阻值爲R的電阻．勻強磁場方向與導軌平面垂直，質量爲0.2kg、電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直並保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數爲0.25．

（1）求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小．

（2）當金屬棒下滑速度達到穩定時，電阻R消耗的功率爲8W，求該速度的大小．

（3）在上問中，若R=2Ω，金屬棒中的電流由a到b，求磁感應強度的大小和方向（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．

【回答】

解：①金屬棒開始下滑初速度爲零，根據牛頓第二定律

       mgsinθ－μmgcosθ＝ma

       2

②設穩定時金屬棒的速度爲v，所受安培力爲F，棒在沿導軌方向受力平衡

此時，金屬棒克服安培力做功的功率等於電路中R消耗的電功率  即

 得 

③設電路中電流爲I，導軌間金屬棒長爲l，磁感應強度爲B

     方向垂直導軌平面向上

1)a=4m/s2     (2)v=10m/s    (3)B=0.4T

知識點：安培力與洛倫茲力單元測試

題型：計算題