Question

【題目】如圖所示，兩根足夠長光滑平行金屬導軌、固定在傾角37°的絕緣斜面上，底部接有一阻值的定值電阻，軌道上端開口，間距，整個裝置處于磁感應強度的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向上。質量的金屬棒置于導軌上，通過細線（細線與導軌平行）經定滑輪與質量為的小物塊相連。金屬棒在導軌間的電阻，導軌電阻不計。金屬棒由靜止釋放到勻速運動前，電阻產生的焦耳熱量總共為，金屬棒與導軌接觸良好，不計空氣阻力，，，，求：

（1）金屬棒勻速運動時的速度大小；

（2）金屬棒沿導軌運動過程中，電阻上的最大電功率；

（3）從金屬棒開始運動至達到最大速度過程中，流過電阻的總電荷量。

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

（1）勻速運動時

解得

（2）勻速運動時電流為

最大電功率

解得

（3）設金屬棒從開始運動到最大速度沿導軌運動的距離為，由能量守恒得

解得

根據焦耳定律

聯立解得