问题
问答题
如图所示，在一对平行的金属导轨的上端连接一阻值为R的定值电阻，两导轨所决定的平面与水平面成30°角，若将一质量为m、长为L的导体棒ab垂直于两导轨放在导轨上，并使其由静止开始下滑，已知导体棒电阻为r，整个装置处在垂直于导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度为B，求导体棒最终下滑的速度及电阻R最终的发热功率分别为多少．（导轨足够长，磁场足够大，不计导轨电阻和摩擦）
答案
导体棒由静止释放后，加速下滑，受力情况如图所示，由右手定则判定棒中电流方向由b→a，由左手定则判定，受安培力沿斜面向上，随着棒的下滑速度不断增大，安培力F增大，加速度减小，导体棒做变加速运动，当加速度a=0时，速度达到最大，即最终下滑速度，此时导体棒受力平衡，有
mgsin30°=F=BIL①
其中I=
=E R+r
②BLvm R+r
由①②解得vm=mg(R+r) 2B2L2
热功率P=I2R=(
)2R=mg 2BL m2g2R 4B2L2
答：导体棒最终下滑的速度为vm=mg(R+r) 2B2L2
及电阻R最终的发热功率为
．m2g2R 4B2L2