Question

【題目】如圖所示，足夠長的平行光滑U形導(dǎo)軌傾斜放置，所在平面的傾角θ＝37°，導(dǎo)軌間的距離L＝1.0m，下端連接R＝1.6 Ω的電阻，導(dǎo)軌電阻不計，所在空間存在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝1.0T．質(zhì)量m＝0.5kg、電阻r＝0.4Ω的金屬棒ab垂直置于導(dǎo)軌上，現(xiàn)用沿導(dǎo)軌平面且垂直于金屬棒、大小為F＝5.0N的恒力使金屬棒ab從靜止開始沿導(dǎo)軌向上滑行，當金屬棒滑行s＝2.8m后速度保持不變．求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10m/s2)

(1)金屬棒勻速運動時的速度大小v；

(2)金屬棒從靜止到剛開始勻速運動的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量QR.

Answer 1

【答案】(1)4m/s(2)1.28J

【解析】

(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，得感應(yīng)電動勢為：

E=BLv

根據(jù)閉合電路的歐姆定律，得感應(yīng)電流為：

導(dǎo)體棒受到的安培力為：

導(dǎo)體棒做勻速運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：

代入數(shù)據(jù)解得：

v=4m/s

(2)金屬棒運動過程，由能量守恒定律得：

電阻R產(chǎn)生的熱量為：

代入數(shù)據(jù)解得：

J