题目内容
【题目】如图所示，足够长的平行光滑U形导轨倾斜放置，所在平面的倾角θ＝37°，导轨间的距离L＝1.0m，下端连接R＝1.6 Ω的电阻，导轨电阻不计，所在空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1.0T．质量m＝0.5kg、电阻r＝0.4Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿导轨平面且垂直于金属棒、大小为F＝5.0N的恒力使金属棒ab从静止开始沿导轨向上滑行，当金属棒滑行s＝2.8m后速度保持不变．求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10m/s2)
(1)金属棒匀速运动时的速度大小v；
(2)金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量QR.
【答案】(1)4m/s(2)1.28J
【解析】
(1)根据法拉第电磁感应定律，得感应电动势为：
E=BLv
根据闭合电路的欧姆定律，得感应电流为：
导体棒受到的安培力为：
导体棒做匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得：
代入数据解得：
v=4m/s
(2)金属棒运动过程，由能量守恒定律得：
电阻R产生的热量为：
代入数据解得：
J
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