题目内容

【题目】如图,平行光滑导轨倾斜放置,导轨平面的倾角,导轨间距,导轨上端接有电源、开关S和定值电阻R,电源的电动势,内阻,定值电阻,整个导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小,将一个导体棒放在导轨上,闭合开关S,此时导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒接入电路的电阻,导轨的电阻不计,导轨足够长,重力加速度,求:

(1)导体棒的质量m

(2)断开开关S,导体棒沿导轨向下运动,电键断开后,导体棒恰好匀速运动,该导体棒上 内产生的焦耳热为多少?

【答案】(1)m=1/12 kg 8/3 J

【解析】

开关S闭合时,导体棒处于静止状态,这时回路中的总电阻

回路中的总电流 导体棒中的电流

根据力的平衡 求得导体棒的质量

断开开关S,导体棒开始沿导轨向下做加速运动,当速度最大时,

解得:

导体棒加速运动的过程中,根据动量定理

求得内导体棒沿导轨向下运动的距离

根据能量守叵,整个回路中产生的焦耳热

求得

根据电热分配原则,导体棒中产生的焦耳热

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