Question

【題目】如圖所示，電阻 不計(jì)且足夠長(zhǎng)的U型金屬框架放置在傾角θ=37°絕緣斜面上，框架與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8，框架的質(zhì)量m1=0.4kg，寬度l=0.5m，質(zhì)量m2=0.1kg、電阻R=0.5Ω的導(dǎo)體棒ab垂直放在框架上，整個(gè)裝置處于垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.0T，對(duì)棒施加沿斜面向上的恒力F=8N，棒從靜止開(kāi)始無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到某值時(shí)，框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。棒與框架接觸良好。設(shè)框架與斜面間最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，，，求：

（1）框架剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)流過(guò)導(dǎo)體棒的電流I；

（2）若已知這一過(guò)程導(dǎo)體棒向上位移x=0.5m，求此過(guò)程中回路產(chǎn)生的熱量Q（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】（1）5.6A（2）3.3J

【解析】（1）框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，有，

其中,

解得

設(shè)導(dǎo)體棒速度為v，則,，解得v=2.8m/s

導(dǎo)體沿斜面上升過(guò)程中，有，且

故