Question

【題目】如圖所示，兩條平行金屬導(dǎo)軌相距d=1m。光滑水平部分處在B1=1T豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，傾斜部分與水平面成37°角、動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，有垂直于軌道平面向下B2=3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬棒ab質(zhì)量m1=0.2kg、電阻R1=1Ω，金屬棒ef質(zhì)量m2=0.5kg、電阻R2=2Ω.棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。t=0時(shí)ab棒在水平恒力F1的作用下由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，ef棒在F2的作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)ab棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)撤去力F2，金屬棒ef恰好不向上滑動(dòng)，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2.求：

(1)當(dāng)金屬棒ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速度為多大？

(2)求過(guò)程中ab棒最大加速度大小？

(3)金屬棒ab從靜止開(kāi)始到勻速運(yùn)動(dòng)用時(shí)1.2s，此過(guò)程中金屬棒ef產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）金屬棒ef恰好不上滑，由平衡得：

由閉合電路歐姆定律得：

金屬棒ab產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)：

解得：

（2）金屬棒ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由平衡得：

由牛頓第二定律得：

（3）金屬棒ab從靜止開(kāi)始到勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程，由動(dòng)量定理得：

得電量：

由法拉第電磁感應(yīng)定律：

閉合電路歐姆定律得：

電量： （

由能量轉(zhuǎn)化守恒定律得：

金屬棒ef產(chǎn)生的焦耳熱：