Question

一光滑金屬導(dǎo)軌如圖所示，水平平行導(dǎo)軌MN、ST相距＝0.5m，豎直半圓軌道NP、TQ直徑
均為 D＝0.8m，軌道左端用阻值R＝0.4Ω的電阻相連．水平導(dǎo)軌的某處有一豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.06T的勻強(qiáng)磁場．光滑金屬桿ab質(zhì)量m＝0.2kg、電阻r＝0.1Ω，當(dāng)它以5m/s的初速度沿水平導(dǎo)軌從左端沖入磁場后恰好能到達(dá)豎直半圓軌道的最高點P、Q．設(shè)金屬桿ab與軌道接觸良好，并始終與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌電阻忽略不計．取g＝10m/s²，求金屬桿：
（1）剛進(jìn)入磁場時，通過金屬桿的電流大小和方向；
（2）到達(dá)P、Q時的速度大小；
（3）沖入磁場至到達(dá)P、Q點的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱．

Answer 1

（1）（6分）∵              2分
                    2分
∴ 2分
（2）（6分）恰能到達(dá)豎直軌道最高點，金屬桿所受的重力提供向心力   
∴                                      
（3）（6分）根據(jù)能量守恒定律，電路中產(chǎn)生的焦耳熱    
∴                         

略