Question

【題目】如圖所示，兩根間距l=1m的光滑平行金屬導軌與水平面的夾角α=300，圖中虛線下方區(qū)域內存在磁感應強度B=0.2T的勻強磁場，磁場方向垂直于斜面向上。金屬桿ab和cd垂直于導軌放置，金屬桿ab的質量m1=0.02kg，電阻R1=1Ω，金屬桿cd的質量m2=0.05kg，電阻R2=1Ω，導軌的電阻不計。開始時金屬桿ab處在距磁場上邊界一定距離處，金屬桿cd處在導軌的最下端，被與導軌垂直的兩根小柱擋住，此時金屬桿ab和金屬桿cd之間的距離s=4m�，F(xiàn)將金屬桿ab由靜止釋放，金屬桿ab剛進入磁場便開始做勻速直線運動（重力加速度g=10m/s2）。求

（1）金屬桿ab進入磁場時速度大小v，

（2）金屬桿ab進入磁場后，金屬桿cd對兩根小柱的壓力大小FN，

（3）金屬桿ab從進入磁場后到碰上金屬桿cd前的瞬間，一共產生了多少電能？

Answer 1

【答案】(1)5m/s （2）0.35N (3)0.15J

【解析】

(1)金屬桿ab勻速進入磁場，合力為0，滿足：

電流為：

電動勢為：

聯(lián)立可得：

v=5m/s；

(2)對金屬桿cd，有：

代入數(shù)據解得：

；

(3)全過程，由動能定理：

解得：

；