Question

【題目】如圖所示，電阻 不計且足夠長的U型金屬框架放置在傾角θ=37°絕緣斜面上，框架與斜面間的動摩擦因數μ=0.8，框架的質量m1=0.4kg，寬度l=0.5m，質量m2=0.1kg、電阻R=0.5Ω的導體棒ab垂直放在框架上，整個裝置處于垂直斜面向上的勻強磁場中，磁感應強度大小B=2.0T，對棒施加沿斜面向上的恒力F=8N，棒從靜止開始無摩擦地運動，當棒的運動速度達到某值時，框架開始運動。棒與框架接觸良好。設框架與斜面間最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，，，求：

（1）框架剛開始運動時流過導體棒的電流I；

（2）若已知這一過程導體棒向上位移x=0.5m，求此過程中回路產生的熱量Q（結果保留兩位有效數字）。

Answer 1

【答案】（1）5.6A（2）3.3J

【解析】（1）框架開始運動時，有，

其中,

解得

設導體棒速度為v，則,，解得v=2.8m/s

導體沿斜面上升過程中，有，且

故