Question

【题目】如图所示，足够长的U形导体框架的宽度l=0.5m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ=37°角，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量m=0.2kg，有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动，通过导体棒截面的电量共为Q=2C．求：

（1）导体棒匀速运动的速度；

（2）导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒的电阻产生的焦耳热．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）

Answer 1

【答案】（1）5m/s；（2）1.5J．

【解析】试题分析：（1）由安培力， ， ，

可得

导体棒匀速下滑时，由力平衡得

所以

代入数据解得v=5m/s

（2）设导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动下滑的距离为S，

通过导体棒截面的电量

得到

所以

根据能量守恒定律，得

得