Question

如圖所示，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為0.10kg，用絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛后，恰好與寬度為50cm的光滑水平導(dǎo)軌良好接觸，導(dǎo)軌上還放有質(zhì)量為0.20kg的另一導(dǎo)體棒cd，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。將ab棒向右拉起0.80m高，無(wú)初速釋放，當(dāng)ab棒第一次經(jīng)過(guò)平衡位置向左擺起的瞬間，cd棒獲得的速度是0.50m/s。在ab棒第一次經(jīng)過(guò)平衡位置的過(guò)程中，通過(guò)cd棒的電荷量為1C。空氣阻力不計(jì)，重力加速度g取10m/s²，求：

（1）ab棒向左擺起的最大高度；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；
（3）此過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

（1）0.45m     （2）0.2T   （3）0.325J

（1）設(shè)ab棒下落到最低點(diǎn)時(shí)速度為 v₁，由機(jī)械能守恒有：m₁gh₁=…① (1分)
m/s="4m/s"  ……………………………………………（1分）
設(shè)ab棒向左擺動(dòng)的最大高度為h₂，ab棒與導(dǎo)軌接觸時(shí)與cd棒組成的系統(tǒng)，在水平方向動(dòng)量守恒，定水平向左為正方向 ……………②（2分）
=3m/s…………………………③（2分）
再由機(jī)械能守恒 ………………………………………④ （1分）
="0.45m  "  ………………………………………………（1分）
（2）設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，cd棒通電時(shí)間為，對(duì)cd棒由動(dòng)量定理有 ………………………………………………………⑤（3分）
 ………………………………………………………………⑥（2分）
 …………………………………………（2分）
（3）設(shè)產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由能量守恒可知：
…………………………………………⑦ (2分)
Q="0.325J"  …………………………………………………………………（1分）