Question

【題目】如圖，兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距L=1m，導軌平面與水平面成37°角，導軌上端接一阻值為R=0.80Ω的電阻。軌道所在空間有垂直軌道平面的勻強磁場，磁感應強度B=0.50T。現(xiàn)有一質量為m=0.20kg、電阻r=0.20Ω的金屬棒放在導軌最上端，棒與導軌垂直并始終保持良好接觸，他們之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25。棒ab從最上端由靜止開始釋放。（g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8）

求：

(1)棒ab在下滑的過程中最大速度是多少?

(2)若達到最大速度時棒ab下滑的位移d=10m，則此過程中安培力做功多少？整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱又是多少？

Answer 1

【答案】(1)(2)

【解析】

(1) 導體棒受到的安培力

導體棒勻速運動時速度最大，此時導體棒處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得

代入數(shù)據(jù)解得

(2) 對棒由靜止到最大速度由動能定理得：

解得：

由功能關系可知，整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱與克服安培力做功相等。