Question

【题目】如图所示，固定在倾角为θ=的斜面内的两根平行长直光滑金属导轨的间距为d=1m，其底端接有阻值为R=2Ω的电阻，整个装置处在垂直于斜面向上、磁感应强度大小B=2T的匀强磁场中。一质量为m=1kg(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触。在沿斜面向上、垂直于杆的恒力F=10N作用下，杆从静止开始沿导轨向上运动距离L=6m时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r=2Ω，导轨电阻不计，重力加速度大小g取10m/s2。

(1)求杆运动的最大速度；

(2)求杆从静止开始沿导轨向上运动6m的过程中，整个回路产生的焦耳热。

Answer 1

【答案】(1)vm=5m/s；(2) Q=17.5J。

【解析】

(1)当杆达到最大速度时，有

F=+mgsinθ，

解得

vm=5m/s；

(2)回路产生的焦耳热

Q=FL－mgLsinθ－=17.5J。