Question

如圖所示，兩根足夠長相距為L的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角53°，導(dǎo)軌處在豎直向上的有界勻強磁場中，有界勻強磁場的寬度，導(dǎo)軌上端連一阻值R=1Ω的電阻。質(zhì)量m=1kg、電阻r=1Ω的細金屬棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上，開始時與磁場上邊界距離，現(xiàn)將棒ab由靜止釋放，棒ab剛進入磁場時恰好做勻速運動。棒ab在下滑過程中與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌光滑且電阻不計，取重力加速度g = 10m/s²。求：

（1）棒ab剛進入磁場時的速度v；
（2）磁場的磁感應(yīng)強度B；
（3）棒ab穿過過磁場的過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q 。

Answer 1

（1）4m/s（2）（3）

試題分析：⑴ 由動能定理有：（2分）
解得=4m/s              （2分）
⑵ 棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢（2分）
回路中感應(yīng)電流（1分）
棒ab勻速運動, 有：（2分）
解得（2分）
⑶解法一
由焦耳定律 有            （2分）
又                         （1分）
解得                     （1分）
解法二：
由能量守恒定律 有 （2分）
                       （1分）
解得                     （1分）