Question

如圖所示，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L=1m，導(dǎo)軌平面與水平面夾角＝30°，導(dǎo)軌上端跨接一定值電阻R=2，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．整個(gè)裝置處于方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，長為L的金屬棒cd垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌保持電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m=1Kg、電阻為r=2，重力加速度為g=10m/s² , 現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，當(dāng)金屬棒沿導(dǎo)軌下滑距離為s=6m時(shí)，速度達(dá)到最大值V=5m/s．求：

（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

（2）金屬棒沿導(dǎo)軌下滑距離為s的過程中，電阻R上產(chǎn)生的電熱．

Answer 1

解析：（1）設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B， cd棒所受合外力為零時(shí)，下滑的速度達(dá)到最大，則

                    金屬棒棒所受安培力                         

解得  B=2T                

（2）設(shè)電阻R上產(chǎn)生的電熱為Q，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱為Q_總，則

                    

                                  

解得  Q=15J