Question

【题目】如图所示，DEG与D'E'G'是两根电阻不计、相互平行的光滑金属导轨，间距L-O．Sm，所构成的DD'E'E为水平面、EE'G'G为倾角θ=37°的斜面，DD‘距离地面的高度h=5 m（图中未标出），E’间接有R=6 Ω的电阻，两导轨同有平行于EE'放置，与导轨接触良好的金属杆ab、cd，两杆的电阻均为r=6Ω、质量均为m= 0．4 kg，在cd的下侧，紧靠cd有两根垂直于斜面EE'G'G的固定立柱1和2。DD'的右侧有方向竖直向下的匀强磁场。现用一向左的水平恒力F作用于ab杆使其由静止开始向左运动，并最终在水平导轨上匀建运动。在ab杆匀逮运动时，cd杆对两根立柱的总压力为3．2 N。当ab杆运动到DD'处时，立即撤掉力F，最终轩落地的位置离DD'的水平距离x=2 m。ab杆在轨道上运动的过程中，通过ab杆的电荷量q=l C。g=10 m/s2，sin37°=0．6，cos37°=0．8。求；

（l）ab杆匀速运动时,cd杆所受的安培力大小；

（2）匀强磁场的磁感应强度大小；

（3）整个过程中，电路产生的焦耳热。

Answer 1

【答案】（1）1N（2）6T（3）5．2J

【解析】

试题分析：（1）cd杆静止时，对杆受力分析，见图，由力的平衡条件：

带入数据解得：

（2）离开导轨后，ab杆做平抛运动，有 ，，解得

做匀速运动时，ab杆受安培力为：

又

联立上述各式，代入数据解得B=6T

（3）设ab杆在轨道上的位移为s

解得s=3m

杆在切割磁场的过程中，由能量守恒定律

又

联立以上各式并代入数据可得：