问题
计算题
【2012• 湖南模拟】如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距
，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为
的电阻。匀强磁场大小
、方向与导轨平面垂直．质量为
、电阻
的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25（已知
，
，取g＝10m／s2) 。
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
(2)求金属棒稳定下滑时的速度大小及此时ab两端的电压Uab为多少；
(3)当金属棒下滑速度达到稳定时，机械能转化为电能的效率是多少（保留2位有效数字）。
答案
(1) 4m／s2 (2) 
(3)
(1)金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律：
①
由①式解得
＝10×(0.6－0.25×0.8)m／s2=4m／s2 ②
(2)设金属棒运动达到稳定时速度为
，棒在沿导轨方向受力平衡
③
由欧姆定律有：
④
⑤
由③④⑤代入数据解得：
(3)当金属棒下滑速度达到稳定时，装置的电功率
装置的机械功率
机械能转化为电能的效率
代入数据解得：