Question

【题目】如图所示，一竖直放置粗细均匀半径为r=1m、电阻为的圆形导线框与竖直光滑的导轨MN、PQ相切，圆形导线框放在水平匀强磁场中，磁场只限于圆形导线框内，磁感应强度为B=1T，线框平面与磁场方向垂直。现有一根质量为m=1kg、电阻不计的导体棒，自竖直导轨上距O点高为h=2m处由静止释放，棒在下落过程中始终与导轨（或线框）保持良好接触。忽略摩擦及空气阻力， 。

（1）导体棒从开始下落至距O点0.5m过程中，回路产生的焦耳热为10.5焦耳，则导体棒在距O点0.5m时的加速度大小？

（2）导体棒从开始下落到圆心O时棒的速度为，则此时线圈的热功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）；（2）.

【解析】（1）由能量守恒定律得①

其中，代入数据求得②

此时导体棒产生的电动势为③

回路的总电阻为④

由欧姆定律得 ⑤

导体棒受到的安培力为⑥

由牛顿运动定律得 ⑦

联解求得；

（2）导体棒下落到圆心时，回路的总电阻为 ⑧

导体棒上的安培力 ⑨

线框发热功率为 ⑩

代入数据求得