Question

【題目】如圖所示，兩根半徑為r的圓弧軌道間距為L，其頂端a、b與圓心處等高，軌道光滑且電阻不計(jì)，在其上端連有一阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處于輻向磁場(chǎng)中，圓弧軌道所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B．將一根長(zhǎng)度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻為R0的金屬棒從軌道頂端ab處由靜止釋放．已知當(dāng)金屬棒到達(dá)如圖所示的cd位置（金屬棒與軌道圓心連線和水平面夾角為θ時(shí)，金屬棒的速度達(dá)到最大；當(dāng)金屬棒到達(dá)軌道底端ef時(shí)，對(duì)軌道的壓力為1.5mg．求：

（1）當(dāng)金屬棒的速度最大時(shí)，流經(jīng)電阻R的電流大小和方向；

（2）金屬棒滑到軌道底端的整個(gè)過(guò)程中流經(jīng)電阻R的電量；

（3）金屬棒滑到軌道底端的整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量．

（4）規(guī)律總結(jié)歸納：電磁感應(yīng)中焦耳熱的求解方法?

Answer 1

【答案】（1），流經(jīng)R的電流方向?yàn)?/span>a--R—b

（2）（3）

【解析】（1）金屬棒速度最大時(shí)，在軌道切線方向所受合力為0

解得： 流經(jīng)R的電流方向?yàn)?/span>a--R--b

（2）磁通量變化

平均電動(dòng)勢(shì)，

電量

（3）軌道最低點(diǎn)時(shí)：

由能量轉(zhuǎn)化和守恒得：

電阻R上發(fā)熱量