Question

【題目】如圖甲所示，傾角為足夠長的傾斜導體軌道與光滑水平軌道平滑連接。軌道寬度，電阻忽略不計。在水平軌道平面內有水平向右的勻強磁場，傾斜軌道平面內有垂直于傾斜軌道向下的勻強磁場，大小都為B，現將質量、電阻的兩個相同導體棒ab和cd，垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道的頂端，同時由靜止釋放。導體cd下滑過程中加速度a和速度v的關系如圖乙所示。cd棒從開始運動到最大速度的過程中流過cd棒的電荷量（，，），則：，

（1）cd和傾斜軌道之間的動摩擦因數是多少；

（2）ab和水平軌道之間的最大壓力是多少；

（3）cd棒從開始運動到速度最大的過程中ab棒上產生的焦耳熱是多少．

Answer 1

【答案】(1) ；(2) (3)

【解析】

解：(1) 剛釋放時，加速度：

對棒受力分析，由牛頓第二定律得：

解得：

(2)由圖像可知，時棒速度達到最大，此時電路中的電流最大，此時速度：，安培力達到最大，對地面壓力也達到最大

對受力

對棒受力

解得：，

(3)安培力大小：

解得：

由：

解得：

從開始到速度最大的過程中，根據動能定理得：

產生的總焦耳熱：

棒上產生的焦耳熱：