◎ 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/s2） （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+ B2L2v R+r ∴v= (F-mgsinθ)(R+r) B2L2 = (5-0.5×10×0.6)(0.8+0.2) 12×12 =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PR=I2R=22×0.8=3.2W （3）根据能量守恒定律得，Q=F?s-mgs?sinθ- 1 2 mv2 =5×0.8-0.5×10×0.8×0.6- 1 2 ×0.5×22 =0.6J QR= 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。