题目内容
【题目】如图（甲）所示，将一间距为
的足够长
形导轨固定，倾角为
，导轨上端连接一阻值为
的电阻，整个空间存在垂直于轨道平面向上的匀强磁场。质量为
、电阻为
的金属棒
垂直紧贴在导轨上且不会滑出导轨，导轨与金属棒之间的动摩擦因数
，金属棒从静止开始下滑，下滑的
图像如图（乙）所示，图像中的
段为曲线，
段为直线，导轨电阻不计且金属棒下滑过程中始终与导轨垂直且紧密接触，重力加速度
取
，
，
。求：
(1)匀强磁场的磁感应强度
的大小；
(2)从开始到
过程中电阻
上产生的热量。
【答案】(1)0.2T；(2)0.0325J
【解析】
(1)从图像可得金属棒先做加速运动，再做匀速运动，匀速运动的速度
匀速运动时受沿斜面向上的安培力
作用，根据平衡条件有
代入数据解得
又
解得
(2)
时金属棒
做匀速直线运动，速度大小
位移大小
设从开始到过程中电路中产生的热量
，根据能量守恒定律得
代入数据解得
电阻
上产生的热量
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