Question

如圖所示，在水平桌面上固定著兩根相距2Ocm、相互平行的無電阻導(dǎo)軌P和Q，軌道上橫置兩根質(zhì)量均為40g、電阻均為O.01Ω的金屬棒a和b，兩棒也相距20cm，它們與軌道間的最大靜摩擦力均為各自重量的一半，若從t=0時起在軌道范圍內(nèi)出現(xiàn)了豎直方向的按圖所示規(guī)律變化的勻強(qiáng)磁場．求在金屬棒a和b開始運(yùn)動前，這個裝置釋放的熱量為多少？（g=10m/s²）

Answer 1

分析：根據(jù)圖象，結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律，可得出感應(yīng)電動勢；再由閉合電路歐姆定律與焦耳定律，即可求解．

解答：解：a和b即將運(yùn)動時，它們各自受到的安培力都等于最大靜摩擦力，
有Kmg=BIL                         
其中由閉合電路歐姆定律，與法拉第電磁感應(yīng)定律，
則有I=

ε

2R

，ε=s

△B

△t

，
而

△B

△t

=0.5T/s
因此代入數(shù)據(jù)，
可得B=1T，
即經(jīng)過t=2s時兩棒開始運(yùn)動，
根據(jù)焦耳定律，則有Q=I²2Rt                                    
解得Q=0.04J                              
答：在金屬棒a和b開始運(yùn)動前，這個裝置釋放的熱量為0.04J．

點評：考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律與焦耳定律的應(yīng)用，掌握圖象提取信息的方法．