如圖所示，傾角為、寬度為、長為的光滑傾斜導軌，導軌C1D1、C2D2頂端接有定值電阻，傾斜導軌置於垂直導軌平面...

問題詳情：

如圖所示，傾角為、寬度為、長為的光滑傾斜導軌，導軌C1D1、C2D2頂端接有定值電阻，傾斜導軌置於垂直導軌平面斜向上的勻強磁場中，磁感應強度為B=5T，C1A1、C2A2是長為S=4.5m的粗糙水平軌道，A1B1、A2B2是半徑為R=0.5m處於豎直平面內的光滑圓環（其中B1、B 2為**擋板），整個軌道對稱。在導軌頂端垂直於導軌放一根質量為m=2kg、電阻不計的金屬棒MN，當開關S閉合時，金屬棒從傾斜軌道頂端靜止釋放，已知金屬棒到達傾斜軌道底端前已達最大速度，當金屬棒剛滑到傾斜導軌底端時斷開開關S，（不考慮金屬棒MN經過接點C1、C2處和棒與B1、B2處**擋板碰撞時的機械能損失，整個運動過程中金屬棒始終保持水平，水平導軌與金屬棒MN之間的動摩擦因數為µ=0.1，g=10m/s2）。求：

（1）開關閉合時金屬棒滑到傾斜軌道底端時的速度；

（2）金屬棒MN在傾斜導軌上運動的過程中，電阻R0上產生的熱量Q；

（3）當金屬棒第三次經過A1A2時對軌道的壓力。

【回答】

（1）6m/s；（2）4J；（3）56N，方向豎直向下

【解析】

（1）金屬棒最大速度時

電動勢  E=Bdvm…①

電流    …②

安培力  F=BId  …③

金屬棒最大速度時，由牛頓第二定律有mgsinθ-F=0  …④

所以最大速度  vm=6m/s  …⑤

【名師點睛】本題應用到電磁感應、右手定則、左手定則、牛頓定律、能量守恆定律等知識，要培養分析問題和解決綜合題的能力．關鍵掌握運用動力學分析金屬棒的運動，知道當加速度為零時，速度最大．同時利用牛頓第二定律與向心力，並結合動能定理來確定所求的結果。

知識點：電磁感應單元測試

題型：計算題