Question

如圖所示，左右兩邊分別有兩根平行金屬導(dǎo)軌相距為L，左導(dǎo)軌與水平面夾30°角，右導(dǎo)軌與水平面夾60°角，左右導(dǎo)軌上端用導(dǎo)線連接。導(dǎo)軌空間內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，左邊的導(dǎo)軌處在方向沿左導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的磁場中。右邊的導(dǎo)軌處在垂直于右導(dǎo)軌斜向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的磁場中。質(zhì)量均為m的導(dǎo)桿ab和cd垂直導(dǎo)軌分別放于左右兩側(cè)導(dǎo)軌上，已知兩導(dǎo)桿與兩側(cè)導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)均為μ=，回路電阻恒為R，若同時無初速釋放兩導(dǎo)桿，發(fā)現(xiàn)cd沿右導(dǎo)軌下滑距離時，ab桿才開始運動。（認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）。

（1）試求ab桿剛要開始運動時cd棒的速度

（2）以上過程中，回路中共產(chǎn)生多少焦耳熱？

（3）cd棒的最終速度為多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）  （2）  （3）

【解析】

試題分析：（1）ab桿剛運動時，有

       

∴F_安=       （3分）

由安培力公式F_安=BIL得I=       （2分）

由閉合電路歐姆定律得E=       （2分）

對cd桿由法拉第電磁感應(yīng)定律   

∴     （2分）

（2）由動能定理有：mgssin60°-μmgscos60°-W_克安=  （3分）

W_克安=Q        （2分）

故：Q=       （2分）

（3）mgsin60°-μmgcos60°=      （2分）

           （1分）

考點：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；能量守恒定律；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．