Question

（12分）如圖甲所示，在一對(duì)平行光滑的金屬導(dǎo)軌的上端連接一阻值為R=4Ω的定值電阻，兩導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)，質(zhì)量為m=0.2kg，長(zhǎng)為L=1.0m的導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌，使其從靠近電阻處由靜止開(kāi)始下滑，已知導(dǎo)體棒電阻為r=1Ω，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒下滑過(guò)程中加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示．求：

（1）導(dǎo)軌平面與水平面間夾角θ

（2）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；

（3）若靠近電阻處到底端距離為S=7.5m，ab棒在下滑至底端前速度已達(dá)5m/s，求ab棒下滑到底端的整個(gè)過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

 

Answer 1

【答案】

（1）? （2）1T? （3）4J

【解析】

試題分析：（1）設(shè)剛開(kāi)始下滑時(shí)導(dǎo)體棒的加速度為a1，則a1=5

? 得：

（2）當(dāng)導(dǎo)體棒的加速度為零時(shí)，開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v0，導(dǎo)體棒上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，電路中的電流為I，由乙圖知，勻速運(yùn)動(dòng)的速度v0=5

此時(shí)，，，

聯(lián)立得：

（4）設(shè)ab棒下滑過(guò)程，產(chǎn)生的熱量為Q，電阻R上產(chǎn)生的熱量為QR，則

，

考點(diǎn)：本題考查電磁感應(yīng)、能量守恒