Question

【題目】如圖所示，DEG與D'E'G'是兩根電阻不計(jì)、相互平行的光滑金屬導(dǎo)軌，間距L-O．Sm，所構(gòu)成的DD'E'E為水平面、EE'G'G為傾角θ=37°的斜面，DD‘距離地面的高度h=5 m（圖中未標(biāo)出），E’間接有R=6 Ω的電阻，兩導(dǎo)軌同有平行于EE'放置，與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿ab、cd，兩桿的電阻均為r=6Ω、質(zhì)量均為m= 0．4 kg，在cd的下側(cè)，緊靠cd有兩根垂直于斜面EE'G'G的固定立柱1和2。DD'的右側(cè)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)用一向左的水平恒力F作用于ab桿使其由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，并最終在水平導(dǎo)軌上勻建運(yùn)動(dòng)。在ab桿勻逮運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿對(duì)兩根立柱的總壓力為3．2 N。當(dāng)ab桿運(yùn)動(dòng)到DD'處時(shí)，立即撤掉力F，最終軒落地的位置離DD'的水平距離x=2 m。ab桿在軌道上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)ab桿的電荷量q=l C。g=10 m/s2，sin37°=0．6，cos37°=0．8。求；

（l）ab桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),cd桿所受的安培力大��；

（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；

（3）整個(gè)過(guò)程中，電路產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

【答案】（1）1N（2）6T（3）5．2J

【解析】

試題分析：（1）cd桿靜止時(shí)，對(duì)桿受力分析，見(jiàn)圖，由力的平衡條件：

帶入數(shù)據(jù)解得：

（2）離開(kāi)導(dǎo)軌后，ab桿做平拋運(yùn)動(dòng)，有 ，，解得

做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab桿受安培力為：

又

聯(lián)立上述各式，代入數(shù)據(jù)解得B=6T

（3）設(shè)ab桿在軌道上的位移為s

解得s=3m

桿在切割磁場(chǎng)的過(guò)程中，由能量守恒定律

又

聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)可得：