Question

【题目】如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接一阻值为的电阻，质量为、电阻为的金属棒ab紧贴在导轨上现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g取忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响．

判断金属棒两端a、b的电势哪端高；

求磁感应强度B的大小；

在金属棒ab从开始运动的内，电阻R上产生的热量．

Answer 1

【答案】(1) b端电势较高(2)(3)

【解析】

由右手定可判断感应电流由a到b，可知b端为感应电动势的正极，故b端电势较高。

当金属棒匀速下落时，由共点力平衡条件得：

金属棒产生的感应电动势为：

则电路中的电流为：

由图象可得：

代入数据解得：

在，以金属棒ab为研究对象，根据动能定理得：

解得：

则电阻R上产生的热量为：