Question

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1 m，导轨平面与水平面成θ＝37°角，下端连接阻值为R＝2 Ω的电阻．磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度为0.4 T．质量为0.2 kg、电阻不计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.金属棒沿导轨由静止开始下滑．（g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）判断金属棒下滑过程中产生的感应电流方向；

（2）求金属棒下滑速度达到5 m/s时的加速度大小；

（3）当金属棒下滑速度达到稳定时，求电阻R消耗的功率．

Answer

（1）到；（2）；（3）

【解析】

试题分析：（1）由右手定则判断金属棒中的感应电流方向为由到。

（2）金属棒下滑速度达到时产生的感应电动势为

感应电流为，金属棒受到的安培力为

由牛顿第二定律得： ，解得：。

（3）设金属棒运动达到稳定时，所受安培力为，棒在沿导轨方向受力平衡

，解得： ，又：，

电阻消耗的功率：。

考点：电磁感应中的力学问题

【名师点睛】该题考查右手定则的应用和导体棒沿着斜面切割磁感线的运动，该类题型综合考查电磁感应中的受力分析与法拉第电磁感应定律的应用，要求的解题的思路要规范，解题的能力要求较高。