(12分)足够长的平行金属导轨MN和PK表面粗糙,与水平面之间的夹角为α,间距为L。垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度为B,MP间接有阻值为R的电阻,质量为m的金属杆ab垂直导轨放置,其他电阻不计。如图所示,用恒力F沿导轨平面向下拉金属杆ab,使金属杆由静止开始运动,杆运动的最大速度为vm,t s末金属杆的速度为v1,,前t s内金属杆的位移为x,(重力加速度为g)求:

(1)金属杆速度为v1时加速度的大小;
(2)整个系统在前t s内产生的热量。

(1)      (2) 

解析试题分析:(1)设金属杆和导轨间的动摩擦因数为,当杆运动的速度为 vm时,有:


当杆的速度为 v1时,有:

解得:
(2)t s 末金属杆的速度为 v1,前 t s 内金属杆的位移为 x ,由能的转化与守恒得:
焦耳热为:
考点:牛顿第二定律、法拉第电磁感应定律、能量守恒定律

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