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【如图,相距为L=0.5m的两条足够长的粗糙平行金属导轨与水平面的夹角为θ=37°,上端接有定值电阻R=3.5Ω,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B=2T.将质量为m=0.5Kg内阻为r=0.5Ω的导体棒由】
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问题描述:

如图,相距为L=0.5m的两条足够长的粗糙平行金属导轨与水平面的夹角为θ=37°,上端接有定值电阻R=3.5Ω,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B=2T.将质量为m=0.5Kg内阻为r=0.5Ω的导体棒由静止释放,导体棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨与金属棒间的动摩擦因数μ=0.25.不计导轨的阻,(g=10m/s2,sin37°=0.6,

sin53°=0.8),求:

(1)导体棒运动的最大速度;

(2)若导体棒从释放至其运动达到最大速度时沿导轨下滑x=20m,此过程中金属棒中产生的焦耳热为多少?

李安莱回答:
  (1)当导体棒匀速运动时速度最大,设最大速度为vm.此时棒所受的安培力F=BIL=BBLvmR+rL=B2L2vmR+r根据平衡条件得:mgsinθ=μmgcosθ+F联立得:vm=mg(sinθ−μcosθ)(R+r)B2L2=0.5×10×(sin37°−0.25×cos37°)...
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