Question

【题目】如图，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m，导轨平面与水平面成37°角，导轨上端接一阻值为R=0.80Ω的电阻。轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T。现有一质量为m=0.20kg、电阻r=0.20Ω的金属棒放在导轨最上端，棒与导轨垂直并始终保持良好接触，他们之间的动摩擦因数为μ=0.25。棒ab从最上端由静止开始释放。（g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8）

求：

(1)棒ab在下滑的过程中最大速度是多少?

(2)若达到最大速度时棒ab下滑的位移d=10m，则此过程中安培力做功多少？整个回路中产生的焦耳热又是多少？

Answer 1

【答案】(1)(2)

【解析】

(1) 导体棒受到的安培力

导体棒匀速运动时速度最大，此时导体棒处于平衡状态，由平衡条件得

代入数据解得

(2) 对棒由静止到最大速度由动能定理得：

解得：

由功能关系可知，整个回路中产生的焦耳热与克服安培力做功相等。