题目内容
如图9－3－2甲所示为两根平行放置的相距L＝0.5 m且足够长的固定金属直角导轨，一部分水平，另一部分竖直．质量均为m＝0.5 kg的金属细杆ab、cd始终与导轨垂直且接触良好形成闭合回路，水平导轨与ab杆之间的动摩擦因数为μ，竖直导轨光滑．ab与cd之间用一根足够长的绝缘细线跨过定滑轮相连，每根杆的电阻均为R＝1 Ω，其他电阻不计． ．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现用一平行于水平导轨的恒定拉力F作用于ab杆，使之从静止开始向右运动， ab杆最终将做匀速运动，且在运动过程中cd杆始终在竖直导轨上运动．当改变拉力F的大小时，ab杆相对应的匀速运动的速度v的大小也随之改变，F与v的关系图线如图9－3－2乙所示．不计细线与滑轮之间的摩擦和空气阻力，g取10 m/s2.求：(1)杆与水平导轨之间的动摩擦因数μ和磁感应强度B各为多大？
(2)若ab杆在F＝9 N的恒力作用下从静止开始向右运动8 m后达到匀速状态，则在这一过程中整个回路产生的焦耳热为多少？
解析：(1)设ab杆匀速运动时的速度为v，则回路中产生的感应电动势E＝BLv①
回路中的感应电流
ab杆所受到的安培力
以T表示细线的拉力，对ab杆有F＝F安＋T＋μmg④
对cd杆有T＝mg⑤
联立③④⑤式，解得：
由图乙可知：当F1＝9 N时，v1＝4 m/s；当F2＝11 N时，v2＝8 m/s
将数据代入⑥式，解得：μ＝0.4，B＝2 T．⑦
(2)ab杆从静止开始向右运动直到匀速运动的过程中，设回路产生的焦耳热为Q，对ab、cd组成的系统，由能量守恒定律有
解得：Q＝8 J．⑨
练习册系列答案
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，不计导轨电阻．求：
