Question

如圖，固定在同一水平面內的兩根長直金屬導軌的間距為L，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場中，一質量為m (質量分布均勻)的導體桿ab垂直于導軌放置，且與兩導軌保持良好接觸，桿與導軌之間的動摩擦因數為μ。現桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導軌運動，當桿運動的距離為d時，速度恰好達到最大（運動過程中桿始終與導軌保持垂直）。設桿接入電路的電阻為r，導軌電阻不計，重力加速度為g。求此過程中：

（1）桿的速度的最大值；

（2）通過電阻R上的電量；

（3）電阻R上的發熱量

Answer 1

解析：（1）設桿的速度的最大值為V，電路中的最大感應電動勢為．E=BLV

對應的電流為．

桿的速度最大時，桿處于平衡狀態．

聯解有．

(2) 通過電阻R上的電量．

（3）由能量守恒定律．電路中總發熱量為．

電阻R上的發熱量為．

由．有．