Question

【题目】如图所示，相距为L=0.5m的两条足够长的粗糙平行金属导轨与水平面的夹角为θ=37O，上端接有定值电阻R=3.5Ω，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B=2T。将质量为m=0.5Kg内阻为r=0.5Ω的导体棒由静止释放，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ=0.25。不计导轨的电阻，（g = 10m/s2，sin37° = 0.6，sin53° = 0.8）。

求:（1）导体棒运动的最大速度；

（2）若导体棒从释放至其运动达到最大速度时沿导轨下滑x=20m，此过程中金属棒中产生的焦耳热为多少？

Answer 1

【答案】见解析。

【解析】

试题分析：（1）当导体棒匀速运动时速度最大，设最大速度为vmax.

此时棒所受的安培力

根据平衡条件得：

联立得：

（2）导体棒从释放至其运动到最大速度的过程中，棒的重力势能减小，转化为焦耳热、摩擦生热和棒的动能，设回路产生的焦耳热为Q，根据能量守恒定律：

得：

所以此过程中金属棒中产生的焦耳热为