题目内容

如图甲所示,两根足够长的平行导轨处在与水平方向成θ角的斜面上, θ=37°,导轨电阻不计,间距L=0.3m.在斜面上加有磁感应强度B=1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场.导轨底端和顶端各接一个阻值R=2Ω的电阻.质量m=1kg、电阻r=2Ω的金属棒ab横跨在平行导轨间,棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,金属棒从距底端高为h1=2.0m处以平行于导轨向上的初速度v0=10m/s上滑,滑至最高点时高度为h2=3.2m.  sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2 .
(1)求ab棒上升至最高点的过程中,通过单个电阻R的电量q
(2)单个电阻R上产生的焦耳热QR
(3)若ab棒固定在导轨上的初始位置,只在ab棒的下方存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场,且磁场按图乙所示规律变化(2.5×102~7.5×102s内是正弦规律变化),导轨底端电阻R在一个周期内(1.0×101s)产生的焦耳热为Q=10J,取π2=10. 求B0
答案:(1) (2)在ab棒上升到最高点的过程中,根据能量守恒定律:Q=30J 电阻R上的热量:QR=Q/6=5J (3)在0~T/4内, 在T/4~T/2内, 在3T/4~T内 解得:B0=0.5T
练习册系列答案
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