题目内容
【题目】有两条倾斜的足够长光滑导轨，导轨平面与水平面的夹角为θ，间距为L，导轨上有一辆载有磁铁的小车，总质量为m，磁铁的N极在下，S极在上，磁铁的端面为边长L的正方形（与小车宽度相同），设磁场可视为集中在端面且垂直端面向下的匀强磁场，磁感应强度为B。两条导轨间接有4根长为L、电阻均为r的金属棒，相邻两根金属棒之间距离都为L，其余电阻不计。将小车从第一根金属棒A1B1上方某处静止释放，当小车前端运动到A1B1棒位置时恰好作匀速运动，试求：
(1)小车通过A1B1棒时，A1B1棒的电流方向及A1B1棒两端的电势差；
(2)小车通过四根金属棒的过程中，A1B1棒产生的热量；
(3)若小车前端靠近A1B1棒释放，小车通过四根金属棒过程中，通过A1B1棒的电量。
【答案】(1)
(2)
(3)电量为
【解析】
(1)根据右手定则可知电流方向：B1到A1
小车恰好匀速，所以由：
根据欧姆定律得：
所以A1B1棒两端的电势差：
(2)小车每次经过棒的过程都是匀速运动，且整个过程中每根导轨产生的热量相同
根据能量守恒定律可知
(3)A1B1棒在磁场中，通过A1B1棒的电量：
A1B1棒不在磁场中，通过A1B1棒的电量：
小车通过四根金属棒过程中，通过A1B1棒的电量：
即整个过程中通过A1B1棒的电量为
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