Question

【题目】如图所示，两条平行金属导轨相距d=1m。光滑水平部分处在B1=1T竖直向下的匀强磁场，倾斜部分与水平面成37°角、动摩擦因数μ=0.5，有垂直于轨道平面向下B2=3T的匀强磁场。金属棒ab质量m1=0.2kg、电阻R1=1Ω，金属棒ef质量m2=0.5kg、电阻R2=2Ω.棒与导轨垂直且接触良好。t=0时ab棒在水平恒力F1的作用下由静止开始向右运动，ef棒在F2的作用下保持静止状态。当ab棒匀速运动时撤去力F2，金属棒ef恰好不向上滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2.求：

(1)当金属棒ab匀速运动时，其速度为多大？

(2)求过程中ab棒最大加速度大小？

(3)金属棒ab从静止开始到匀速运动用时1.2s，此过程中金属棒ef产生的焦耳热为多少？

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）金属棒ef恰好不上滑，由平衡得：

由闭合电路欧姆定律得：

金属棒ab产生电动势：

解得：

（2）金属棒ab匀速运动时，由平衡得：

由牛顿第二定律得：

（3）金属棒ab从静止开始到匀速运动过程，由动量定理得：

得电量：

由法拉第电磁感应定律：

闭合电路欧姆定律得：

电量： （

由能量转化守恒定律得：

金属棒ef产生的焦耳热：