题目内容

【题目】如图所示,光滑、足够长的平行金属导轨MNPQ的间距为l,所在平面与水平面成θ角,处于磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。两导轨的一端接有阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放置于导轨上,且m由一根轻绳通过一个定滑轮与质量为M的静止物块相连,物块被释放后,拉动金属棒ab加速运动H距离后,金属棒以速度v匀速运动。求:(导轨电阻不计)

1)金属棒αb以速度v匀速运动时两端的电势差Uab

2)物块运动H距离过程中电阻R产生的焦耳热QR

【答案】12

【解析】(1)金属棒ab以速度v匀速运动时,产生的感应电动势大小为:E=Blv

由闭合电路欧姆定律得:

金属棒αb两端的电压大小为:U=IR

解得:

由右手定则可得金属棒ab中的电流方向由ab

可知Uab为负值,故:

(2)物块运动H距离过程中,设整个回路产生的焦耳热为Q

由能量守恒定律得:

由焦耳定律得:

解得:

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