Question

高中物理计算题

4．如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆ab沿导轨由静止开始下滑，经过一段时间后，金属杆达到最大速度vm，在这个过程中，电阻R上产生的热量为Q。导轨和金属杆接触良好，重力加速度为g。求：
(1)金属杆达到最大速度时安培力的大小；
(2)磁感应强度的大小；
(3)金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中杆下降的高度。

Answer 1

.（1）.画受力分析图，分析可知物体做加速度减小的加速运动速度最大时有mgsinθ=F安，
(2).E=BLVm
F安=BIL=mgsinθ
I=E/R=BLVm/R联立可算出B
（3）.导体棒ab运动过程中重力势能转化为棒的动能和电热
mgh-Q=1/2mVm^2-0可求出h

Answer 2

1.画受力分析图，可知当mgsinθ=F安时，F安最大
2.E=BLVm
F安=BIL=mgsinθ
I=E/R=BLVm/R联立可算出E
3.W合=△Ek
mgh-Q=1/2mVm^2-0可求出h

Answer 3

受力分析当mgsin倾角=BIL 时有Vm，故安培力等于mgsin倾角 ，（2）B=mgsin倾角除以IL， 而I=BLV除以R，可求B（3）有能量守恒有mgh=2\1mVm^2+Q可求h