Question

【題目】如圖所示，兩根半徑為r的圓弧軌道間距為L，其頂端a、b與圓心處等高，軌道光滑且電阻不計，在其上端連有一阻值為R的電阻，整個裝置處于輻向磁場中，圓弧軌道所在處的磁感應強度大小均為B．將一根長度稍大于L、質量為m、電阻為R0的金屬棒從軌道頂端ab處由靜止釋放．已知當金屬棒到達如圖所示的cd位置（金屬棒與軌道圓心連線和水平面夾角為θ時，金屬棒的速度達到最大；當金屬棒到達軌道底端ef時，對軌道的壓力為1.5mg．求：

（1）當金屬棒的速度最大時，流經電阻R的電流大小和方向；

（2）金屬棒滑到軌道底端的整個過程中流經電阻R的電量；

（3）金屬棒滑到軌道底端的整個過程中電阻R上產生的熱量．

（4）規律總結歸納：電磁感應中焦耳熱的求解方法?

Answer 1

【答案】（1），流經R的電流方向為a--R—b

（2）（3）

【解析】（1）金屬棒速度最大時，在軌道切線方向所受合力為0

解得： 流經R的電流方向為a--R--b

（2）磁通量變化

平均電動勢，

電量

（3）軌道最低點時：

由能量轉化和守恒得：

電阻R上發熱量