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共点力的平衡
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如图所示，长度足够的平行光滑U形导轨倾斜放置，倾角θ=37°，导轨间的距离L=1.0m，电阻R=0.8Ω，导轨电阻不计，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感强度B=1.0T，质量m=0.5
网友投稿 2022-10-22 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，长度足够的平行光滑U形导轨倾斜放置，倾角θ=37°，导轨间的距离L=1.0m，电阻R=0.8Ω，导轨电阻不计，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感强度B=1.0T，质量m=0.5kg、电阻r=0.2Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小为F=5.0N的恒力，使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行，当ab棒滑行0.8m后速度不变．求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s
2
）
（1）金属棒匀速运动时的速度大小；
（2）金属棒匀速运动时电阻R上的功率；
（3）金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量为多少？
◎ 答案
（1）当金属棒所受的合力为零时，有
F=mgsinθ+
B
2
L
2
v
R+r
∴
v=
(F-mgsinθ)(R+r)
B
2
L
2
=
(5-0.5×10×0.6)(0.8+0.2)
1
2
×
1
2
=2m/s．
（2）根据闭合电路欧姆定律得，
I=
BLv
R+r
=
1×1×2
0.8+0.2
=2A
∴金属棒匀速运动时电阻R上的功率
P
R
=
I
2
R=
2
2
×0.8=3.2W
（3）根据能量守恒定律得，
Q=F?s-mgs?sinθ-
1
2
m
v
2
=5×0.8-0.5×10×0.8×0.6-
1
2
×0.5×
2
2
=0.6J
Q
R
=
R
R+r
Q=0.48J
．
答：（1）金属棒匀速运动时的速度大小为2m/s．
（2）金属棒匀速运动时电阻R上的功率为3.2W．
（3）电阻R上产生的热量为0.48J．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，长度足够的平行光滑U形导轨倾斜放置，倾角θ=37°，导轨间的距离L=1.0m，电阻R=0.8Ω，导轨电阻不计，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感强度B=1.0T，质量m=0.5…”主要考查了你对 【共点力的平衡】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】，【导体切割磁感线时的感应电动势】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/323252.html
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