Question

如圖所示， 和為固定在絕緣水平面上兩平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌左端間接有阻值為=導(dǎo)線；導(dǎo)軌右端接有與水平軌道相切、半徑內(nèi)壁光滑的半圓金屬軌道。導(dǎo)軌間距，電阻不計(jì)。導(dǎo)軌所在平面區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場。導(dǎo)軌上長度也為、質(zhì)量、電阻=的金屬棒以=速度進(jìn)入磁場區(qū)域，離開磁場區(qū)域后恰好能到達(dá)半圓軌道的最高點(diǎn)，運(yùn)動中金屬棒始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。已知重力加速度=。求：

（1）金屬棒剛滑出磁場右邊界時的速度的大��；

（2）金屬棒滑過磁場區(qū)的過程中，導(dǎo)線中產(chǎn)生的熱量。

 

Answer 1

【答案】見解析

（1）在軌道的最高點(diǎn)，根據(jù)牛頓定律

                              ①

金屬棒剛滑出磁場到最高點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒                                                                            ②

由①②式代入數(shù)據(jù)解得

                     ③                                             

（2）對金屬棒滑過磁場的過程中，根據(jù)能量關(guān)系

        ④                                  

對閉合回路，根據(jù)熱量關(guān)系

             ⑤

由④⑤式并代入數(shù)據(jù)得

                   ⑥

評分標(biāo)準(zhǔn)：①②④⑤式每式各3分，③⑥式每式各2分，共計(jì)16分。