Question

【題目】如圖所示，電阻不計(jì)且足夠長的U型金屬框架放置在傾角的絕緣斜面上，該裝置處于垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小質(zhì)量、電阻的導(dǎo)體棒ab垂直放在框架上，與框架接觸良好，從靜止開始沿框架無摩擦地下滑。框架的質(zhì)量、寬度，框架與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。取，，

若框架固定，求導(dǎo)體棒的最大速度；

若框架固定，導(dǎo)體棒從靜止開始下滑6m時(shí)速度，求此過程回路中產(chǎn)生的熱量Q及流過導(dǎo)體棒的電量q；

若框架不固定，求當(dāng)框架剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體棒的速度大小。

Answer 1

【答案】（1）9m/s （2）4C （3）7.2m/s

【解析】

試題⑴棒ab產(chǎn)生的電動(dòng)勢（1分）

回路中感應(yīng)電流（1分）

棒ab所受的安培力（1分）

對棒ab（2分）

當(dāng)加速度時(shí)，速度最大， （1分）

最大值m/s （1分）

⑵根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律有

代入數(shù)據(jù)解得 Q=2.8J （1分）

（2分）

代入數(shù)據(jù)得q=3.0C （1分）

⑶回路中感應(yīng)電流（1分）

框架上邊所受安培力（1分）

對框架（2分）

代入數(shù)據(jù)解得v2= 2.4m/s （1分）