题目内容
【题目】如图所示,一矩形金属框架与水平面成角θ=37°,宽L=0.4 m,上、下两端各有一个电阻R0=2 Ω,框架的其他部分电阻不计,框架足够长,垂直于金属框架平面的方向有一向上的匀强磁场,磁感应强度B=1.0 T.ab为金属杆,与框架良好接触,其质量m=0.1 kg,电阻r=1.0 Ω,杆与框架的动摩擦因数μ=0.5.杆由静止开始下滑,在速度达到最大的过程中,上端电阻R0产生的热量Q0=0.5 J(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).求:
(1)流过R0的最大电流;
(2)从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离。
【答案】(1)0.5A(2)11.5625m
【解析】(1)达到最大速度后,设ab中最大电流为Im,由平衡条件:
BImL+μmgcos θ=mgsin θ
解得:
则流过R0的最大电流为I0=Im=0.25 A
(2)电路中产生的总焦耳热 Q总=4Q0=2 J
由闭合电路的欧姆定律:Em=ImR总=1.0 V
由法拉第电磁感应定律:
解得
由动能定理得mgxsin θ-μmgxcos θ-Q总=mv-0
解得杆下滑的距离
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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