[题目]如图MN.PQ是竖直的光滑平行导轨.相距L=0.5m.上端接有电阻R=0.8Ω.金属杆ab质量m=100g.电阻r=0.2Ω.整个装置放在垂直向里的匀强磁场中.磁感应强度B=1.0T.杆ab从轨道上端由静止开始下落.下落过程中ab杆始终与轨道保持良好的接触.当杆下落10m时.达到最大速度.试讨论:(1)ab杆的最大速度,(2)从静止开始达最大速度电阻R上获得的焦� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图MN、PQ是竖直的光滑平行导轨，相距L=0.5m。上端接有电阻R=0.8Ω，金属杆ab质量m=100g，电阻r=0.2Ω。整个装置放在垂直向里的匀强磁场中，磁感应强度B=1.0T。杆ab从轨道上端由静止开始下落，下落过程中ab杆始终与轨道保持良好的接触，当杆下落10m时，达到最大速度。试讨论：

(1)ab杆的最大速度；

(2)从静止开始达最大速度电阻R上获得的焦耳热；

(3)从静止开始达最大速度的过程中，通过金属杆的电量。

【答案】(1)4m/s；(2)7.36J；(3)5C

【解析】

(1)ab杆匀速下落时速度达到最大，安培力与重力二力平衡，则有

F安=mg

又

F安=BIL，E=BLvm，I＝

所以可得：ab杆的最大速度为

vm=m/s=4m/s

(2)由能的转换与守恒定律有

mgh=Q+

所以回路产生的总焦耳热为

Q=mgh－=(0.1×10×10－×0.1×42)J=9.2J

电阻R上获得的焦耳热为

QR=

(3)从静止开始达最大速度的过程中，通过金属杆的电量为

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