Question

【題目】如圖所示，兩根間距l=1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角α=300，圖中虛線下方區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上。金屬桿ab和cd垂直于導(dǎo)軌放置，金屬桿ab的質(zhì)量m1=0.02kg，電阻R1=1Ω，金屬桿cd的質(zhì)量m2=0.05kg，電阻R2=1Ω，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。開(kāi)始時(shí)金屬桿ab處在距磁場(chǎng)上邊界一定距離處，金屬桿cd處在導(dǎo)軌的最下端，被與導(dǎo)軌垂直的兩根小柱擋住，此時(shí)金屬桿ab和金屬桿cd之間的距離s=4m�，F(xiàn)將金屬桿ab由靜止釋放，金屬桿ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)便開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)（重力加速度g=10m/s2）。求

（1）金屬桿ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度大小v，

（2）金屬桿ab進(jìn)入磁場(chǎng)后，金屬桿cd對(duì)兩根小柱的壓力大小FN，

（3）金屬桿ab從進(jìn)入磁場(chǎng)后到碰上金屬桿cd前的瞬間，一共產(chǎn)生了多少電能？

Answer 1

【答案】(1)5m/s （2）0.35N (3)0.15J

【解析】

(1)金屬桿ab勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，合力為0，滿足：

電流為：

電動(dòng)勢(shì)為：

聯(lián)立可得：

v=5m/s；

(2)對(duì)金屬桿cd，有：

代入數(shù)據(jù)解得：

；

(3)全過(guò)程，由動(dòng)能定理：

解得：

；