摘要：12．如图11-1-29所示.两根相距L＝1.0 m的光滑平行金属导轨水平固定放置.导轨距水平地 面H＝0.8 m.导轨的 图11-1-29 左端通过开关连接一电动势E＝4.0 V.内阻r＝1.0 Ω的电源.在导轨上横跨一质量m＝0.5 kg.有效电阻R＝1.0 Ω的金属棒.不计导轨电阻.整个装置处在磁感应强度B＝0.5 T.方向竖直向上的匀强磁场中．将开关接通后.金属棒在磁场力的作用下沿导轨向右滑动.最终滑离导轨．(g取10 m/s2) (1)求金属棒在滑动过程中的最大加速度． (2)若金属棒离开导轨后的水平射程为s＝0.8 m.则从闭合开关到金属棒离开导轨.在此过程中金属棒上产生的焦耳热为多少? 解析:(1)开关刚闭合的瞬间金属棒上通过的电流最大.棒的加速度最大 则F安＝BIL＝ 由牛顿第二定律.可得a＝＝2 m/s2. (2)金属棒脱离导轨后做平抛运动.设平抛的初速度为v0.有v0＝＝s 解得v0＝2 m/s 导体棒向右滑行的过程中.由于电磁感应.回路电流是变化的.设滑行的时间为t1.回路平均电流为.由动量定理有BLt1＝mv0 可得通过回路的电荷量q＝t1＝2 C 此过程中消耗的电能为: E电＝qE＝8 J 又由能量守恒定律有: E电＝mv02+Q棒+Q内 因R＝r.由焦耳定律可得:Q棒＝Q内 故金属棒上产生的焦耳热Q棒＝3.5 J. 答案:(1)2 m/s2 (2)3.5 J

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