Question

【题目】如图所示，U形导轨固定在水平面上，右端放有质量为m的金属棒ab，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨围成正方形，边长为L，金属棒接入电路的电阻为R，导轨的电阻不计．从t=0时刻起，加一竖直向上的匀强磁场，其磁感应强度随时间的变化规律为B=kt，（k>0），设金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．

（1）求金属棒滑动前，通过金属棒的电流的大小和方向；

（2）t为多大时，金属棒开始移动？

（3）从t=0时刻起到金属棒开始运动的过程中，金属棒中产生的焦耳热多大？

Answer 1

【答案】（1），方向由a到b；（2）；（3）mgL

【解析】

（1）由

解得

方向由a到b．

（2）由于安培力F=BIL，B=kt，所以随时间的增大，安培力将随之增大．当安培力增大到等于最大静摩擦力时，ab将开始向左移动，这时有

解得

（3）由，得金属棒中产生的焦耳热