题目内容
【题目】如图甲所示，在一对平行光滑的金属导轨的上端连接一阻值为R＝4Ω的定值电阻，两导轨在同一平面内。质量为m＝0.1kg，长为L＝0.1m的导体棒ab垂直于导轨，使其从靠近电阻处由静止开始下滑，已知导体棒电阻为r＝1Ω，整个装置处于垂直于导轨面的匀强磁场中，导体棒下滑过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示，(g＝10m/s2)。求：
（1）导轨平面与水平面间夹角θ；
（2）磁场的磁感应强度B；
（3）若靠近电阻处到底端距离为20m，ab棒在下滑至底端前速度已达10m/s，求ab棒下滑的整个过程中，电阻R上产生的焦耳热。
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【解析】
（1）由
、
、
得安培力
根据牛顿第二定律得
代入得
整理得
由数学知识得知，a-v图象斜率的大小等于
纵截距等于
由图象可知图象的纵截距等于5，即
解得
（2）由图象可知图象斜率的大小等于0.5，则有
代入解得
（3）ab棒下滑到底端的整个过程中，根据能量守恒定律得
得电路中产生的总热量
根据焦耳定律得电阻R上产生的焦耳热为
练习册系列答案
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