Question

 如圖所示，水平放置的U形導軌足夠長，處于磁感應(yīng)強度B=5 T的勻強磁場中，導軌寬度L=0.4 m，導體棒a b質(zhì)量m=2.0 kg，電阻R=1Ω，與導軌的動摩擦系數(shù)為，其余電阻可忽略不計。現(xiàn)在導體棒a b在水平外力F=10 N的作用下，由靜止開始運動了s=40 cm后，速度達到最大。求:

(1)導體棒ab運動的最大速度是多少？

(2)當導體棒ab的速度為最大速度的一半時，棒ab的加速度是多少？

(3)導體棒ab由靜止達到最大速度過程中，棒ab上產(chǎn)生的熱量是多少？

Answer 1

【答案】（1）導體棒ab運動的最大速度是1.5m/s；？
（2）當導體棒ab的速度為最大速度的一半時，棒ab的加速度是1.5m/s2；
（3）導體棒ab由靜止達到最大速度過程中，棒ab上產(chǎn)生的熱量是0.15J．

【考點】導體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢

【解析】解：（1）導體棒受到的安培力：

當導體棒做勻速直線運動時速度最大，由平衡條件得：

解得最大速度：v=1.5m/s；
（2）當速度達到最大速度一半：

由牛頓第二定律得：

解得：a=1.5m/s2；
（3）在整個過程中，由能量守恒定律可得：

解得：Q=0.15J；
答：（1）導體棒ab運動的最大速度是1.5m/s；？
（2）當導體棒ab的速度為最大速度的一半時，棒ab的加速度是1.5m/s2；
（3）導體棒ab由靜止達到最大速度過程中，棒ab上產(chǎn)生的熱量是0.15J．