【2012• 湖南模拟】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，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为的电阻。匀强磁场大小、方

题型：不详难度：来源：

【2012• 湖南模拟】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，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为的电阻。匀强磁场大小、方向与导轨平面垂直．质量为、电阻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（已知，，取g＝10m／s²) 。

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
(2)求金属棒稳定下滑时的速度大小及此时ab两端的电压U_ab为多少；
(3)当金属棒下滑速度达到稳定时，机械能转化为电能的效率是多少（保留2位有效数字）。

答案

(1) 4m／s²   (2)           (3)

解析

(1)金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律：
                        ①  
由①式解得＝10×(0.6－0.25×0.8)m／s²=4m／s²      ②   
(2)设金属棒运动达到稳定时速度为，棒在沿导轨方向受力平衡
    ③       
由欧姆定律有：                       ④       
                       ⑤       
由③④⑤代入数据解得：              
(3)当金属棒下滑速度达到稳定时，装置的电功率  
装置的机械功率                    
机械能转化为电能的效率                        
代入数据解得：