Question

（9分）如圖所示，兩個(gè)水平放置得平行光滑金屬導(dǎo)軌之間得距離為L,電阻不計(jì),左端串聯(lián)一個(gè)定值電阻R，金屬桿ab的電阻為r質(zhì)量為m.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.桿在恒力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng).

(1)求出金屬桿的最大速度；

(2)已知金屬桿達(dá)到最大速度時(shí)運(yùn)動(dòng)位移為s,求此過程中金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

解析：

⑴設(shè)速度為v時(shí)，ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為 E=BLv       ①

此時(shí)回路中的感應(yīng)電流為                      ②

金屬桿所受安培力為                         ③

金屬桿的加速度為                   ④（2分）

可見,a隨著速度的增加而減小,金屬桿做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),最后做勻速運(yùn)動(dòng)。

由④可知,當(dāng)a=0時(shí)速度最大,最大速度為             ⑤（2分）

⑵由功能關(guān)系得                                ⑥（2分）

其中Q是系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱

金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱為                            ⑦（2分）

由⑤⑦⑧解得                         ⑧（1分）