Question

【題目】如圖所示，兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾θ＝，間距d＝0.5m。導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2T、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中。導(dǎo)軌上端連接一阻值R＝2Ω的電阻，垂直導(dǎo)放置的質(zhì)量m＝0.5kg、電阻r＝1Ω的金屬棒ab在水平外力F的作用下沿導(dǎo)軌勻速向下運(yùn)動(dòng)，電壓表的示數(shù)為U＝2V，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度g取10m/s2，sin＝0.6，cos＝0.8，求：

(1)金屬棒的速度大��；

(2)畫出金屬棒的受力分析圖并求出水平外力F；

(3)金屬棒沿導(dǎo)軌下滑x＝1m的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量。

Answer 1

【答案】(1)3m/s (2) 2.5N，方向水平向右 (3)J

【解析】

(1)根據(jù)歐姆定律可得：I

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：E＝I(R+r)

感應(yīng)電動(dòng)勢E＝Bdv

解得：v＝3m/s；

(2)對金屬棒受力分析如圖所示

根據(jù)平衡條件可得：

mgsinθ＝BId+Fcosθ

解得：

F＝2.5N

方向水平向右；

(3)根據(jù)焦耳定律可得：

QR＝I2Rt

t

解得：

QRJ。