Question

【題目】如圖所示，兩根平行的光滑金屬導軌，相距為L=20cm，豎直放置，導軌足夠長，導軌上端連接著定值電阻R=0.2Ω，直流為m=0.04kg、電阻為r=0.1Ω的金屬桿ab與導軌垂直并接觸良好，導軌電阻不計，整個裝置處于與導軌平面垂直的磁感應強度為B=1T的勻強磁場中，ab桿由靜止釋放，下滑高度h=1.2m時達到最大速率，，則金屬桿的最大速率v=_________m/s，從釋放至達到最大速率過程中電阻R上產生的熱量Q=_____________J。

Answer 1

【答案】3m/s； 0.2J

【解析】

當金屬棒勻速運動時速度最大，設最大速度為v，達到最大時則有mg=F安，即有mg=BIL，又，E=BLv，解以上三式得v=3m/s；對金屬桿下落的過程，設金屬桿克服安培力做的功為W安，根據動能定理，代入數據得：W安=0.3J則Q總=W安=0.3J，由電路知識可得.