Question

【題目】如圖所示,傾斜角=30。的光滑傾斜導(dǎo)體軌道 （足夠長(zhǎng)）與光滑水平導(dǎo)體軌道連接。軌道寬度均為L(zhǎng)=1m，電阻忽略不計(jì)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ僅分布在水平軌道平面所在區(qū)域，方向水平向右，大小B1=1 T，勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅分布在傾斜軌道平面所在區(qū)域，方向垂直于傾斜軌道平面向下，大小B2=1 T。現(xiàn)將兩質(zhì)量均為m =0．2kg，電阻均為R=0．5 的相同導(dǎo)體棒ab和cd，垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道上，并同時(shí)由靜止釋放。取g = 10 m/s2。

（1）求導(dǎo)體棒cd沿斜軌道下滑的最大速度的大小；

（2）若已知從開始運(yùn)動(dòng)到cd棒達(dá)到最大速度的過程中，ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q =0．45J，求該過 程中通過cd棒橫截面的電荷量；

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】

試題分析：（1）cd棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大，設(shè)為，棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，電流為I，

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：

電流：

由平衡條件得：

代入數(shù)據(jù)解得：

（2）設(shè)cd棒從開始運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大速度的過程中經(jīng)過的時(shí)間為t，通過的距離為x，cd棒中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1，平均電流為I1，通過cd棒橫截面的電荷量為q，

由能量守恒定律得：

電動(dòng)勢(shì)：，

電流：，

電荷量：

代入數(shù)據(jù)解得：