Question

【题目】如图所示，固定在水平面内的U型金属框架宽度为L=0.4m，左端接有阻值R=0.8Ω的电阻，垂直轨道放置的金属杆ab阻值r=0.2Ω、质量m=0.1kg。整个轨道处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B=1.0T。金属杆ab以初速度v0=5.0m/s开始向图右方运动。不计轨道摩擦和轨道电阻。求：

(1)金属杆ab速度变为v=2.0m/s时，杆的加速度是多大；

(2)金属杆ab从开始运动到静止，通过电阻R上的电荷量及金属杆ab通过的位移；

(3)金属杆ab从开始运动到静止，电阻R上产生的焦耳热是多少？

Answer 1

【答案】(1)；(2)，；(3)

【解析】

(1)当速度为时，电路中电动势

电路中电流

金属中杆受到的安培力

加速度

解得

(2)设金属杆在时间内，速度变化为，则

则全程

解得

由于

即

解得

(3)全程中，动能转化为电路中的焦耳热

又

，

则