Question

間距為l的平行金屬導(dǎo)軌LMN和OPQ分別固定在兩個豎直面內(nèi)，電阻為R、質(zhì)量為m、長為l 的相同導(dǎo)體桿ab和cd分別放置在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直. 在水平光滑導(dǎo)軌間有與水平面成、并垂直于ab的勻強(qiáng)磁場；傾斜導(dǎo)軌間有沿斜面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B。傾斜導(dǎo)軌與水平面夾角也為，桿cd與傾斜導(dǎo)軌間動摩擦因素為. ab桿在水平恒力作用下由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)cd剛要滑動時ab恰達(dá)到最大速度 . （=、、最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）.求：

（1）此時桿cd中的電流大小；

（2）桿ab的最大速度；

（3）若此過程中流過桿ab的電量為，則cd產(chǎn)生的焦耳熱Q為多大？

Answer 1

【答案】    

【解析】

（1）cd桿剛要滑動時，所受的靜摩擦力達(dá)到最大，設(shè)最大靜摩擦力為f，

由平衡條件得：、

又有

解得：，；

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律得知：ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為；

由法拉第電磁感應(yīng)定律得：

解得：

（3）由電磁感應(yīng)中，流過桿ab的電量：

對于ab桿，由平衡條件：

而兩棒所受的安培力大小相等，；

則得：

由能量守恒：，

又，

解得：。

【考點】法拉第電磁感應(yīng)定律；焦耳定律