Question

【題目】如圖所示，DEG與D'E'G'是兩根電阻不計、相互平行的光滑金屬導軌，間距L-O．Sm，所構成的DD'E'E為水平面、EE'G'G為傾角θ=37°的斜面，DD‘距離地面的高度h=5 m（圖中未標出），E’間接有R=6 Ω的電阻，兩導軌同有平行于EE'放置，與導軌接觸良好的金屬桿ab、cd，兩桿的電阻均為r=6Ω、質量均為m= 0．4 kg，在cd的下側，緊靠cd有兩根垂直于斜面EE'G'G的固定立柱1和2。DD'的右側有方向豎直向下的勻強磁場。現用一向左的水平恒力F作用于ab桿使其由靜止開始向左運動，并最終在水平導軌上勻建運動。在ab桿勻逮運動時，cd桿對兩根立柱的總壓力為3．2 N。當ab桿運動到DD'處時，立即撤掉力F，最終軒落地的位置離DD'的水平距離x=2 m。ab桿在軌道上運動的過程中，通過ab桿的電荷量q=l C。g=10 m/s2，sin37°=0．6，cos37°=0．8。求；

（l）ab桿勻速運動時,cd桿所受的安培力大小；

（2）勻強磁場的磁感應強度大小；

（3）整個過程中，電路產生的焦耳熱。

Answer 1

【答案】（1）1N（2）6T（3）5．2J

【解析】

試題分析：（1）cd桿靜止時，對桿受力分析，見圖，由力的平衡條件：

帶入數據解得：

（2）離開導軌后，ab桿做平拋運動，有 ，，解得

做勻速運動時，ab桿受安培力為：

又

聯立上述各式，代入數據解得B=6T

（3）設ab桿在軌道上的位移為s

解得s=3m

桿在切割磁場的過程中，由能量守恒定律

又

聯立以上各式并代入數據可得：