Question

（6分）如圖所示，足夠長的光滑金屬框豎直放置，框寬L＝0.5 m框的電阻不計，勻強磁場磁感應強度B＝1 T，方向與框面垂直，金屬棒MN的質量為100 g，電阻為1 Ω．現讓MN無初速地釋放并與框保持接觸良好的豎直下落，從釋放到達到最大速度的過程中通過棒某一橫截面的電量為2 C，求此過程中回路產生的電能．（空氣阻力不計，g＝10 m/s²）

?

 

Answer 1

【答案】

E=3.2 J

【解析】金屬棒下落過程做加速度逐漸減小的加速運動，加速度減小到零時速度達到最大，根據平衡條件得mg＝ ①?

在下落過程中，金屬棒減小的重力勢能轉化為它的動能和電能E，由能量守恒定律得?

mgh＝＋E ②?

通過導體某一橫截面的電量為q＝ ③?

E＝mgh－＝4J－0.8J＝3.2 J