如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为
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解题思路:(1)开始下滑时,速度为零,无感应电流产生,因此不受安培力,故根据牛顿第二定律可直接求解结果.

(2)金属棒下滑速度达到稳定时,金属棒所受合外力为零,根据平衡条件求出安培力,然后根据公式P=Fv求解.

(1)金属棒开始下滑的初速为零,不受安培力作用,由牛顿第二定律得:mgsinθ=ma…①,

解得:a=6m/s2…②.

(2)金属棒匀速运动时达到稳定状态,设速度为v,金属棒受到的安培力:

F=BIL=

B2L2v

R,

由平衡条件得:mgsinθ=F…③

金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率:P=Fv…④

由③、④两式解得:v=10m/s…⑤

答:(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小为6m/s2

(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为12W,该速度的大小为10m/s.

点评:

本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电功、电功率.

考点点评: 本题考查了求加速度、速度与磁感应强度问题,分析清楚物体运动过程、应用牛顿第二定律、安培力公式、平衡条件、电功率公式即可正确解题.

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