Question

如圖所示，兩根不計電阻的金屬導線與放在與水平面成角的斜面上，是直導線，的段是直導線，段是弧形導線，段是直導線，、、相互平行，、間接入一個阻值的電阻，一根質量為且不計電阻的金屬棒能在、上無摩擦地滑動，金屬棒垂直于，整個裝置處于磁感應強度的勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向上當金屬棒處于位置時，金屬棒具有沿斜面向上的初速度，同時給金屬棒施加一沿斜面向上的外力，此時，金屬棒沿斜面向上做勻減速直線運動；當金屬棒到達位置（II）后，外力方向不變，大小突變為，金屬棒將沿斜面向上做勻速直線運動，再經過時間到達位置（Ⅲ）。金屬棒在位置（I）時，與、相接觸于、兩點，、的間距。金屬棒在位置（Ⅱ）時，與、相接觸于、兩點。已知位置（I）、（Ⅱ）間距為，求：

小題1:金屬棒從位置（I）運動到位置（Ⅱ）的過程中，加速度的大小？
小題2:金屬棒從位置（I）運動到位置（Ⅲ）的過程中，電阻上產生的熱量？

Answer 1

小題1:
小題2:在位置（I）和（Ⅱ）之間做勻減速運動，加速度的大小恒定。因此，在位置（I）和（Ⅱ）處受到的安培力不變

小題1:金屬棒從位置（I）到位置（Ⅱ）的過程中，加速度不變，方向沿斜面向下，設其大小為，在位置（I）時，、間的感應電動勢為，感應電流為，受到的安培力為，
則：                     
 
 
代人數據，得
小題2:設金屬棒在位置（Ⅱ）時的速度為，由運動學規律得：
                 
在位置（I）和（Ⅱ）之間做勻減速運動，加速度的大小恒定。因此，在位置（I）和（Ⅱ）處受到的安培力不變