题目内容
【题目】如图所示，水平面上固定不计电阻的光滑金属导轨MN、PQ，间距L=0.5m。两金属棒ab、cd垂直导轨放置，与导轨接触良好，两棒的质量均为m=0.1kg，cd棒电阻R=3Ω，ab棒电阻r=1Ω，两棒与导轨间的动摩擦因数均为0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。整个装置处于磁感应强度B=2.0T、方向竖直向下的匀强磁场中。棒ab在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，当ab棒运动位移x=1m时达到最大速度，此时cd棒刚好开始运动，求：
(1)恒力F的大小；
(2)ab棒由静止到最大速度的过程中通过ab棒的电荷量q；
(3)ab棒由静止到最大速度的过程中回路产生的焦耳热Q。
【答案】(1)1N；(2)0.25C；(3)0.3J
【解析】
(1)棒ab达到最大速度时，所受合外力为0，所以对ab
对cd
解得
(2)电荷量为
解得
(3)棒ab达到最大速度时，根据闭合电路欧姆定律可知
又
根据能量守恒定律
解得
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