两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上,导轨左端接有电阻R=10Ω,导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg,电阻可不计的金属

◎ 题目

两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上,导轨左端接有电阻R=10Ω,导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg,电阻可不计的金属棒ab静止释放,沿导轨下滑(金属棒a b与导轨间的摩擦不计)。如图所示,设导轨足够长,导轨宽度L=2m,金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好,当金属棒下滑高度h=3m时,速度恰好达到最大值。求此过程中  (g=10m/s2

(1)金属棒达到的最大速度
(2)电阻中产生的热量。

◎ 答案

(1)v =5m/s(2) 1.75J   

◎ 解析

当金属棒速度恰好达到最大速度时,受力分析,则 mgsinθ=F  
解得    F=0.5N            2分
据法拉第电磁感应定律: E=BLv              1分
据闭合电路欧姆定律: I=                    1分
又  F=BIL              1分
由以上各式解得最大速度v =5m/s                    1分
下滑过程据动能定理得: mghW = mv2           2分
解得  W="1.75J" ,            2分
∴此过程中电阻中产生的热量 Q=W=1.75J          2分

◎ 知识点

    专家分析,试题“两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上,导轨左端接有电阻R=10Ω,导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg,电阻可不计的金属…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  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。

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