题目内容
【题目】如图所示，光滑导线框abfede的abfe部分水平，efcd部分与水平面成α角，ae与ed、bf与cf连接处为小圆弧，匀强磁场仅分布于efcd所在平面，方向垂直于efcd平面，线框边ab、cd长均为L，电阻均为2R，线框其余部分电阻不计。有一根质量为m、电阻为R的金属棒MN平行于ab放置，让它以初速水平向右运动在到达最高点的过程中，ab边产生的热量为Q。求：
(1)金属棒MN受到的最大安培力的大小；
(2)金属棒MN刚进入磁场时，ab边的发热功率；
(3)金属棒MN上升的最大高度。
【答案】(1)
；(2)
；(3)
【解析】
(1)金属棒MN刚冲上斜面时，速度最大，所受安培力最大。此时电路中总电阻为
最大安培力
由楞次定律知，
棒受到的安培力方向沿导轨向下。
(2)金属棒MN刚进入磁场时，MN棒中的电流
则
，
解得
(3)当金属棒MN上升到最大高度的过程中，ab边、cd边产生的热量相等，即
ab边产生的热量
金属棒MN产生的热量
得
ab边、cd边及MN棒上产生的总热量
由动能定理
解得
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