题目内容
【题目】如图所示,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。求:此过程中,
(1)导体棒刚开始运动时的加速度a
(2)导体棒速度的最大值vm
(3)导体棒中产生的焦耳热Q
(4)流过电阻R的电量q
【答案】(1) (2)
(3) (4)
【解析】
(1)导体棒刚开始运动时,水平方向只受拉力F和摩擦力作用,则F-μmg=ma,解得
(2)杆受到的安培力:FB=BId=,
杆匀速运动时速度最大,由平衡条件得:F=FB+f,
即:F=+μmg,
解得:;

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