题目内容
【题目】如图所示,倾斜角=30。的光滑倾斜导体轨道 (足够长)与光滑水平导体轨道连接。轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不计。匀强磁场Ⅱ仅分布在水平轨道平面所在区域,方向水平向右,大小B1=1 T,匀强磁场仅分布在倾斜轨道平面所在区域,方向垂直于倾斜轨道平面向下,大小B2=1 T。现将两质量均为m =0.2kg,电阻均为R=0.5 的相同导体棒ab和cd,垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上,并同时由静止释放。取g = 10 m/s2。
(1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小;
(2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中,ab棒产生的焦耳热Q =0.45J,求该过 程中通过cd棒横截面的电荷量;
【答案】(1)(2)
【解析】
试题分析:(1)cd棒匀速运动时速度最大,设为,棒中感应电动势为E,电流为I,
感应电动势:
电流:
由平衡条件得:
代入数据解得:
(2)设cd棒从开始运动到达最大速度的过程中经过的时间为t,通过的距离为x,cd棒中平均感应电动势为E1,平均电流为I1,通过cd棒横截面的电荷量为q,
由能量守恒定律得:
电动势:,
电流:,
电荷量:
代入数据解得:
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