Question

【題目】如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌MN、PQ相距L=1.0m.導軌平面與水平面夾角α=30°，導軌上端跨接一定值電阻R=9Ω，導軌電阻不計。整個裝置處于方向垂直于導軌平面向上、磁感應強度大小B=1T的勻強磁場中，金屬棒gh垂直于MN、PQ靜止放置，且與導軌保持良好接觸，其長度剛好為L、質量m2=3kg、電阻r=1Ω。另一根與金屬棒平行放置的絕緣棒ef長度也為L，質量為m1=2kg，從軌道上距金屬棒d=15m處以初速度v0=10m/s沿軌道下滑并與金屬棒發生彈性正碰(碰撞時間極短)，碰后金屬棒沿導軌下滑一段距離后再次靜止，此過程中流過金屬棒的電荷量q=0.1C。已知兩棒與導軌間的動摩擦因數均為μ=/2，g=10m/s2。求：

(1)碰后金屬棒g沿導軌下滑的距離x

(2)全程全電路產生的焦耳熱Q

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】（1）碰后金屬棒gh：

解得x=1m

（2）碰前ef：

解得v=5m/s

碰撞過程：

解得v1=-1m/s v2=4m/s

碰后gh:

Q=W安

聯立解得Q=16.5J