Question

（共16分）如圖所示，MN和PQ為豎直方向的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，間距l為0.40m，電阻不計(jì). 導(dǎo)軌所在平面與磁感慶強(qiáng)度B=5.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直。質(zhì)量m=6.0×10^－2kg、電阻r=0.5Ω的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有阻值均為3.0Ω的電阻R₁和R₂。重力加速度取10m/s²，且導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，若使金屬桿ab從靜止開(kāi)始下滑，求：

   （1）桿下滑的最大速率v_m；

   （2）穩(wěn)定后整個(gè)電路耗電的總功率P；

   （3）桿下滑速度穩(wěn)定之后電阻R₂兩端的電壓U.

 

Answer 1

（1）0.3m/s

（2）0.18W

（3）0.45V

解析:（1）

（2）由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律有：

（3）

兩端的電壓U=IR=0.45V