Question

如圖所示，一矩形金屬框架與水平面成=37°角，寬L =0.4m，上、下兩端各有一個電阻R₀ =2Ω，框架的其他部分電阻不計，框架足夠長，垂直于金屬框平面的方向有一向上的勻強磁場，磁感應強度B=1.0T．ab為金屬桿，與框架良好接觸，其質量m=0.1Kg，桿電阻r=1.0Ω，桿與框架的動摩擦因數μ＝0.5．桿由靜止開始下滑，在速度達到最大的過程中，上端電阻R₀產生的熱量Q₀=0. 5J．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）流過R₀的最大電流；

（2）從開始到速度最大的過程中ab桿沿斜面下滑的距離；

（3）在時間1s內通過桿ab橫截面積的最大電量．

 

Answer 1

（1）I₀=0.25A（2）11.56m （3）0.5C

解析:（1）當滿足 BIL+μmgcosθ=mgsinaθ 時有最大電流  （2分）

    （1分）

流過R₀的最大電流為I₀=0.25A                           （1分）

（2）Q_總=4Q_o=2 J    (1分)

ε=IR_總=0.5×2V=1.0V  （1分）    

此時桿的速度為    （1分）

由動能定理得    （2分）

求得 桿下滑的路程

 （1分）

（3） 通過ab桿的最大電量

    （2分）