Question

【題目】如圖所示，兩平行光滑導軌間距為d傾斜放置,其傾角為θ,下端接一阻值為R的電阻,導軌電阻不計,一質量為m，電阻為r的金屬棒并用細線通過輕質定滑輪與質量為M的重物相連。垂直于導軌平面有一勻強磁場,磁感應強度為B，整個裝置從靜止開始釋放,當金屬棒軌向上運動距離L時速度達到最大。不計空氣阻力，斜面和磁場區域足夠大，重力加速度為g。求：

⑴金屬棒從開始運動到達到最大速度的過程中，通過金屬棒橫截面的電量。

⑵金屬棒的最大速度；

⑶金屬棒從開始運動到達到最大速度的過程中，回路中產生的焦耳熱；

Answer 1

【答案】（1），（2），

（3）

【解析】

試題分析：⑴由電流的公式， 閉合電路歐姆定律 以及

可以解得：

⑵達到最大速度時，金屬框及物體的加速度為零，有：

對金屬棒：，而且：

解以上方程，可解得：

⑶設產生的焦耳熱為Q，根據能量守恒定律，有

得：