(1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律:mgsinθ-μmgcosθ=ma ① 由①式解得a=10×(O.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2 ② 故金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小为4m/s2. (2)设金属棒运动达到稳定时,速度为v,所受安培力为F,棒在沿导轨方向受力平衡 mgsinθ一μmgcosθ一F=0 ③ 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率:P=Fv ④ 由③、④两式解得v==m/s=10m/s ⑤ 故当金属棒下滑速度达到稳定时,棒的速度大小为10m/s. (3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为l,磁场的磁感应强度为B I=⑥ P=I2R ⑦ 由⑥、⑦两式解得:B==T=0.4T⑧ 磁场方向垂直导轨平面向上. 故磁感应强度的大小为0.4T,方向垂直导轨平面向上. |