Question

【題目】如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與P間連接阻值為 的電阻，質(zhì)量為、電阻為的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上．現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，其下滑距離與時(shí)間的關(guān)系如下表所示，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．重力加速度g取．試求：

（1）當(dāng)時(shí)，重力對(duì)金屬棒ab做功的功率；

（2）金屬棒ab在開始運(yùn)動(dòng)的內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q；

（3）從開始運(yùn)動(dòng)到的時(shí)間內(nèi)，通過金屬棒ab的電荷量q．

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】本題考查電磁感應(yīng)中的能量問題。

(1)由表格中數(shù)據(jù)可以知道：金屬棒先做加速運(yùn)動(dòng)，從0.3s后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度

時(shí)金屬棒重力的功率為:

(2)在0.6s內(nèi)，由能量守恒定律得：

電阻R上產(chǎn)生的熱量

代入數(shù)據(jù)計(jì)算得，

(3)0.4s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

平均感應(yīng)電流

通過金屬棒的電荷量為:

聯(lián)立解得：