Question

（8分）兩根足夠長的光滑平行直導軌MN、PQ與水平面成角放置，兩導軌間距為L，M、P兩點間接有阻值為R的電阻，一根質量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上，并與導軌垂直，整套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向上，導軌和金屬桿接觸良好，它們的電阻不計，現讓ab桿由靜止開始沿導軌下滑。

（1）求ab桿下滑的最大速度；
（2）ab桿由靜止釋放至達到最大速度的過程中，電阻R產生的焦耳熱為Q，求該過程中ab桿下滑的距離x

Answer 1

（1） （2）

解析試題分析：（1）根據法拉第電磁感應定律有 （1分）
根據閉合電路歐姆定律
安培力公式有：
根據牛頓第二定律有：
mgsinθ-F_A=ma  
聯立得：mgsinθ?
當加速度a為零時，速度v達最大，速度最大值：v_m＝
故ab桿下滑的最大速度為v_m＝
（2）根據能量守恒定律有：

解得
          （1分）
解得   （2分）
考點：法拉第電磁感應定律 安培力 閉合電路歐姆定律 能量守恒定律