Question

【題目】如圖所示，固定在水平面內的U型金屬框架寬度為L=0.4m，左端接有阻值R=0.8Ω的電阻，垂直軌道放置的金屬桿ab阻值r=0.2Ω、質量m=0.1kg。整個軌道處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度為B=1.0T。金屬桿ab以初速度v0=5.0m/s開始向圖右方運動。不計軌道摩擦和軌道電阻。求：

(1)金屬桿ab速度變為v=2.0m/s時，桿的加速度是多大；

(2)金屬桿ab從開始運動到靜止，通過電阻R上的電荷量及金屬桿ab通過的位移；

(3)金屬桿ab從開始運動到靜止，電阻R上產生的焦耳熱是多少？

Answer 1

【答案】(1)；(2)，；(3)

【解析】

(1)當速度為時，電路中電動勢

電路中電流

金屬中桿受到的安培力

加速度

解得

(2)設金屬桿在時間內，速度變化為，則

則全程

解得

由于

即

解得

(3)全程中，動能轉化為電路中的焦耳熱

又

，

則