Question

【題目】如圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ豎直放置，其寬度，一勻強磁場垂直穿過導軌平面，導軌的上端M與P之間連接一阻值為的電阻，質量為、電阻為的金屬棒ab緊貼在導軌上現使金屬棒ab由靜止開始下滑，下滑過程中ab始終保持水平，且與導軌接觸良好，其下滑距離x與時間t的關系如圖乙所示，圖象中的OA段為曲線，AB段為直線，導軌電阻不計，g取忽略ab棒運動過程中對原磁場的影響．

判斷金屬棒兩端a、b的電勢哪端高；

求磁感應強度B的大小；

在金屬棒ab從開始運動的內，電阻R上產生的熱量．

Answer 1

【答案】(1) b端電勢較高(2)(3)

【解析】

由右手定可判斷感應電流由a到b，可知b端為感應電動勢的正極，故b端電勢較高。

當金屬棒勻速下落時，由共點力平衡條件得：

金屬棒產生的感應電動勢為：

則電路中的電流為：

由圖象可得：

代入數據解得：

在，以金屬棒ab為研究對象，根據動能定理得：

解得：

則電阻R上產生的熱量為：