题目内容
【题目】如图所示，两条足够长的平行金属导轨相距为L，与水平面的夹角为
，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，虚线上方轨道光滑且磁场方向垂直于导轨平面向上，虚线下方轨道粗糙且磁场方向垂直于导轨平面向下，当导体棒EF以初速度
沿导轨上滑至最大高度的过程中，导体棒MN一直静止在导轨上，若已知两导体棒质量均为m，电阻均为R，导体棒EF上滑的最大位移为S，导轨电阻不计，空气阻力不计，重力加速度为g，试求在导体棒EF上滑的整个过程中
（1）导体棒MN受到的最大摩擦力；
（2）通过导体棒MN的电量；
（3）导体棒MN产生的焦耳热；
【答案】（1） 
（2） 
（3）
【解析】
（1）对MN受力分析可知，MN受到的安培力
沿斜面向下，所以静摩擦力
沿斜面向上，所以有：
可见，当EF向上的速度为
时，静摩擦力最大，此时有
导体棒EF产生的感应电动势
电路中电流
导体棒MN受到的安培力
由以上各式联立解得
（2）设在导体棒EF减速上滑的整个过程中经历的时间为t，则此时的平均电动势为
电路中的平均电流
通过导体棒MN的电量
联立解得
（3）设在导体棒EF上滑的整个过程中，克服安培力做的功为E，则由动能定理可得
电路中产生的总焦耳热
根据电路关系和焦耳定律可得，导体棒MN产生的焦耳热
联立可得
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