Question

【題目】如圖所示，兩條平行金屬導軌相距d=1m。光滑水平部分處在B1=1T豎直向下的勻強磁場，傾斜部分與水平面成37°角、動摩擦因數μ=0.5，有垂直于軌道平面向下B2=3T的勻強磁場。金屬棒ab質量m1=0.2kg、電阻R1=1Ω，金屬棒ef質量m2=0.5kg、電阻R2=2Ω.棒與導軌垂直且接觸良好。t=0時ab棒在水平恒力F1的作用下由靜止開始向右運動，ef棒在F2的作用下保持靜止狀態。當ab棒勻速運動時撤去力F2，金屬棒ef恰好不向上滑動，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2.求：

(1)當金屬棒ab勻速運動時，其速度為多大？

(2)求過程中ab棒最大加速度大小？

(3)金屬棒ab從靜止開始到勻速運動用時1.2s，此過程中金屬棒ef產生的焦耳熱為多少？

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）金屬棒ef恰好不上滑，由平衡得：

由閉合電路歐姆定律得：

金屬棒ab產生電動勢：

解得：

（2）金屬棒ab勻速運動時，由平衡得：

由牛頓第二定律得：

（3）金屬棒ab從靜止開始到勻速運動過程，由動量定理得：

得電量：

由法拉第電磁感應定律：

閉合電路歐姆定律得：

電量： （

由能量轉化守恒定律得：

金屬棒ef產生的焦耳熱：