Question

【題目】如圖所示,傾斜角=30。的光滑傾斜導體軌道 （足夠長）與光滑水平導體軌道連接。軌道寬度均為L=1m，電阻忽略不計。勻強磁場Ⅱ僅分布在水平軌道平面所在區域，方向水平向右，大小B1=1 T，勻強磁場僅分布在傾斜軌道平面所在區域，方向垂直于傾斜軌道平面向下，大小B2=1 T。現將兩質量均為m =0．2kg，電阻均為R=0．5 的相同導體棒ab和cd，垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道上，并同時由靜止釋放。取g = 10 m/s2。

（1）求導體棒cd沿斜軌道下滑的最大速度的大小；

（2）若已知從開始運動到cd棒達到最大速度的過程中，ab棒產生的焦耳熱Q =0．45J，求該過 程中通過cd棒橫截面的電荷量；

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】

試題分析：（1）cd棒勻速運動時速度最大，設為，棒中感應電動勢為E，電流為I，

感應電動勢：

電流：

由平衡條件得：

代入數據解得：

（2）設cd棒從開始運動到達最大速度的過程中經過的時間為t，通過的距離為x，cd棒中平均感應電動勢為E1，平均電流為I1，通過cd棒橫截面的電荷量為q，

由能量守恒定律得：

電動勢：，

電流：，

電荷量：

代入數據解得：