Question

【題目】如圖所示，兩根光滑、平行且足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌傾斜固定在水平地面上，導(dǎo)軌平面與水平地面的夾角，間距為d=0.2m，且電阻不計(jì)。導(dǎo)軌的上端接有阻值為R=7Ω的定值電阻和理想電壓表�？臻g中有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的、大小為B=3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m=0.1kg、接入電路有效電阻r=5Ω的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置，無(wú)初速釋放，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑一段距離后做勻速運(yùn)動(dòng)，取g=10m/s2，sin37°=0.6，求：

（1）導(dǎo)體棒勻速下滑的速度大小和導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電壓表的示數(shù)；

（2）導(dǎo)體棒下滑l=0.4m過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量。

Answer 1

【答案】（1）20m/s 7V （2）0.02C

【解析】

（1）設(shè)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為v，通過(guò)導(dǎo)體棒電流為I。

由平衡條件

①

導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為

E=Bdv②

由閉合電路歐姆定律得

③

聯(lián)立①②③得

v=20m/s④

由歐姆定律得

U=IR⑤

聯(lián)立①⑤得

U=7V⑥

（2）由電流定義式得

⑦

由法拉第電磁感應(yīng)定律得

⑧

⑨

由歐姆定律得

⑩

由⑦⑧⑨⑩得

Q=0.02C