Question

如圖所示，質(zhì)量為m，阻值為R的導(dǎo)體棒ab垂直放在光滑足夠長的U形導(dǎo)軌的底端，U形導(dǎo)軌的頂端連接一個(gè)阻值為R的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面成角，整個(gè)裝置處在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場中．現(xiàn)給導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上的初速度，在導(dǎo)體棒上升到最高點(diǎn)的過程中電阻上產(chǎn)生了的熱量，返回過程中，導(dǎo)體棒在到達(dá)底端前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為．導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g．求：

(1)導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)到返回底端的過程中，回路中產(chǎn)生的電熱；
(2)導(dǎo)體棒上升的最大高度．
(3)導(dǎo)體棒在底端開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小；

Answer 1

．（1）（2）（3）

解析試題分析：（1）根據(jù)能量守恒定律，得 ①
（2）設(shè)上升的最大高度為h，由動(dòng)能定理
  ②
電阻R上產(chǎn)生的熱量為，導(dǎo)體棒與電阻的阻值相等，則整個(gè)回路上升過程中產(chǎn)生的熱量為2， ③

（3）在底端，設(shè)棒上電流為I，加速度為a，由牛頓第二定律，則：
 ④
由歐姆定律，得 ⑤
 ⑥
∵棒到達(dá)底端前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)
 ⑦
以上方程聯(lián)立可得
考點(diǎn)：此題為綜合性題目，考查法拉第電磁感應(yīng)定律及能量守恒定律、牛頓第二定律、動(dòng)能定理等知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。