Question

【题目】如图所示，电阻 不计且足够长的U型金属框架放置在倾角θ=37°绝缘斜面上，框架与斜面间的动摩擦因数μ=0.8，框架的质量m1=0.4kg，宽度l=0.5m，质量m2=0.1kg、电阻R=0.5Ω的导体棒ab垂直放在框架上，整个装置处于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=2.0T，对棒施加沿斜面向上的恒力F=8N，棒从静止开始无摩擦地运动，当棒的运动速度达到某值时，框架开始运动。棒与框架接触良好。设框架与斜面间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，，，求：

（1）框架刚开始运动时流过导体棒的电流I；

（2）若已知这一过程导体棒向上位移x=0.5m，求此过程中回路产生的热量Q（结果保留两位有效数字）。

Answer 1

【答案】（1）5.6A（2）3.3J

【解析】（1）框架开始运动时，有，

其中,

解得

设导体棒速度为v，则,，解得v=2.8m/s

导体沿斜面上升过程中，有，且

故