Question

（20分）如图所示，平行金属导轨PQ、MN相距d=2m，导轨平面与水平面夹角a= 30°，导轨上端接一个R=6 的电

（20分）如图所示，平行金属导轨PQ、MN相距d=2m，导轨平面与水平面夹角a= 30°，导轨上端接一个R=6 的电阻，导轨电阻不计，磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直导轨平面向上。一根质量为m=0.2kg、电阻r=4 的金属棒ef垂直导轨PQ、MN静止放置，距离导轨底端x l =3.2m。另一根绝缘塑料棒gh与金属棒ef平行放置，绝缘塑料棒gh从导轨底端以初速度v 0 =l0m/s沿导轨上滑并与金属棒正碰（碰撞时间极短），磁后绝缘塑料棒gh沿导轨下滑，金属棒ef沿导轨上滑x 2 =0.5m后停下，在此过程中电阻R上产生的电热为Q=0.36J。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为 。求（1）绝缘塑料棒gh与金属棒ef碰撞前瞬间，绝缘塑料棒的速率；（2）碰撞后金属棒ef向上运动过程中的最大加速度；（3）金属棒ef向上运动过程中通过电阻R的电荷量。

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Answer 1

（1）6m/s  (2) 12 m/s 2   (3)0.05C

试题分析：（1）绝缘塑料棒与金属棒相碰前，做匀减速直线运动 由牛顿第二定律得 由运动学公式得： 解得v 1 =6m/s (2)设金属棒刚开始运动时速度为v，由能量守恒定律得： 解得：v=4 m/s 金属棒刚开始运动时加速度最大，此时感应电动势E="Bdv=4V" 感应电流 安培力F=BId=0.4N 由牛顿第二定律得 解得a m ="12" m/s 2 (3)通过电阻R的电荷量为