Question

【題目】如圖甲所示，傾角為足夠長(zhǎng)的傾斜導(dǎo)體軌道與光滑水平軌道平滑連接。軌道寬度，電阻忽略不計(jì)。在水平軌道平面內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，傾斜軌道平面內(nèi)有垂直于傾斜軌道向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大小都為B，現(xiàn)將質(zhì)量、電阻的兩個(gè)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的頂端，同時(shí)由靜止釋放。導(dǎo)體cd下滑過(guò)程中加速度a和速度v的關(guān)系如圖乙所示。cd棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過(guò)程中流過(guò)cd棒的電荷量（，，），則：，

（1）cd和傾斜軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是多少；

（2）ab和水平軌道之間的最大壓力是多少；

（3）cd棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中ab棒上產(chǎn)生的焦耳熱是多少．

Answer 1

【答案】(1) ；(2) (3)

【解析】

解：(1) 剛釋放時(shí)，加速度：

對(duì)棒受力分析，由牛頓第二定律得：

解得：

(2)由圖像可知，時(shí)棒速度達(dá)到最大，此時(shí)電路中的電流最大，此時(shí)速度：，安培力達(dá)到最大，對(duì)地面壓力也達(dá)到最大

對(duì)受力

對(duì)棒受力

解得：，

(3)安培力大小：

解得：

由：

解得：

從開(kāi)始到速度最大的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理得：

產(chǎn)生的總焦耳熱：

棒上產(chǎn)生的焦耳熱：