Question

如圖所示，AB和CD是足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，其間距為l，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ。整個裝置處在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，AC端連有電阻值為R的電阻。若將一質(zhì)量M，垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距BD端s處由靜止釋放，在EF棒滑至底端前會有加速和勻速兩個運動階段。今用大小為F、方向沿斜面向上的恒力把EF棒從BD位置由靜止推至距BD端s處，突然撤去恒力F，棒EF先向上運動，最后又回到BD端。（金屬棒、導(dǎo)軌的電阻均不計）求：

（1）EF棒下滑過程中的最大速度；
（2）請描述EF棒自撤去外力F又回到BD端整個過程的運動情況，并計算有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能？

Answer 1

（1）（2）Fs-M（）²  

解析試題分析：（1）受力如圖,安培力：F_安=BIl=B

根據(jù)牛頓第二定律：a= 
當(dāng)a=0時速度達到最大值v_m.有：Mgsinθ-B²l²v_m/R="0"
得v_m= 
（2）棒先減速至零，然后從靜止下滑，在滑回BD之前已達最大速度v_m開始勻速 
此過程中，設(shè)轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為ΔE.   根據(jù)能量守恒定律：Fs-ΔE=Mv_m² ③
得ΔE=Fs-M（）²  
考點：能量守恒定律、勻變速直線運動規(guī)律
點評：本題考查了經(jīng)典的傳送帶問題，要通過勻變速規(guī)律判斷出相對運動的位移，通過能量守恒定律列式求解。