问题 计算题

如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值的电阻;导轨间距为,电阻,长约的均匀金属杆水平放置在导轨上,它与导轨的滑动摩擦因数,导轨平面的倾角为在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为,今让金属杆AB由静止开始下滑从杆静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆的电量,求

(1)当AB下滑速度为时加速度的大小;

(2)AB下滑的最大速度;

(3)从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量。

答案

解:(1)取AB杆为研究对象其受力如图示建立如图所示坐标系

①    

③    

④      

⑤      

联立上面①②③④⑤⑥解得

(2)由上问可知

故AB做加速度减小的加速运动

(3)从静止开始到运速运动过程中⑦      ⑧        

联立⑦⑧⑨可知

设两电阻发热和为,由能量守恒可知

⑩    

联立⑩⑾得

综合题
单项选择题