Question

（6分）如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑金屬框豎直放置，框?qū)扡＝0.5 m框的電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T，方向與框面垂直，金屬棒MN的質(zhì)量為100 g，電阻為1 Ω．現(xiàn)讓MN無初速地釋放并與框保持接觸良好的豎直下落，從釋放到達(dá)到最大速度的過程中通過棒某一橫截面的電量為2 C，求此過程中回路產(chǎn)生的電能．（空氣阻力不計(jì)，g＝10 m/s²）

?

 

Answer 1

E=3.2 J

解析:金屬棒下落過程做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，加速度減小到零時(shí)速度達(dá)到最大，根據(jù)平衡條件得mg＝ ①?

在下落過程中，金屬棒減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為它的動(dòng)能和電能E，由能量守恒定律得?

mgh＝＋E ②?

通過導(dǎo)體某一橫截面的電量為q＝ ③?

E＝mgh－＝4J－0.8J＝3.2 J