Question

【题目】如图所示，两根平行的光滑金属导轨，相距为L=20cm，竖直放置，导轨足够长，导轨上端连接着定值电阻R=0.2Ω，直流为m=0.04kg、电阻为r=0.1Ω的金属杆ab与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计，整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，ab杆由静止释放，下滑高度h=1.2m时达到最大速率，，则金属杆的最大速率v=_________m/s，从释放至达到最大速率过程中电阻R上产生的热量Q=_____________J。

Answer 1

【答案】3m/s； 0.2J

【解析】

当金属棒匀速运动时速度最大，设最大速度为v，达到最大时则有mg=F安，即有mg=BIL，又，E=BLv，解以上三式得v=3m/s；对金属杆下落的过程，设金属杆克服安培力做的功为W安，根据动能定理，代入数据得：W安=0.3J则Q总=W安=0.3J，由电路知识可得.