Question

【題目】如圖，兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距L=1m，導(dǎo)軌平面與水平面成37°角，導(dǎo)軌上端接一阻值為R=0.80Ω的電阻。軌道所在空間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.20kg、電阻r=0.20Ω的金屬棒放在導(dǎo)軌最上端，棒與導(dǎo)軌垂直并始終保持良好接觸，他們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25。棒ab從最上端由靜止開(kāi)始釋放。（g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8）

求：

(1)棒ab在下滑的過(guò)程中最大速度是多少?

(2)若達(dá)到最大速度時(shí)棒ab下滑的位移d=10m，則此過(guò)程中安培力做功多少？整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱又是多少？

Answer 1

【答案】(1)(2)

【解析】

(1) 導(dǎo)體棒受到的安培力

導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大，此時(shí)導(dǎo)體棒處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得

代入數(shù)據(jù)解得

(2) 對(duì)棒由靜止到最大速度由動(dòng)能定理得：

解得：

由功能關(guān)系可知，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱與克服安培力做功相等。