Question

【題目】如圖，平行光滑導軌傾斜放置，導軌平面的傾角，導軌間距，導軌上端接有電源、開關S和定值電阻R，電源的電動勢，內阻，定值電阻，整個導軌處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小，將一個導體棒放在導軌上，閉合開關S，此時導體棒恰好靜止。導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒接入電路的電阻，導軌的電阻不計，導軌足夠長，重力加速度，，，求：

(1)導體棒的質量m；

(2)斷開開關S，導體棒沿導軌向下運動，電鍵斷開后，導體棒恰好勻速運動，該導體棒上 內產生的焦耳熱為多少？

Answer 1

【答案】(1)m=1/12 kg 8/3 J

【解析】

開關S閉合時，導體棒處于靜止狀態(tài)，這時回路中的總電阻

回路中的總電流 導體棒中的電流

根據力的平衡 求得導體棒的質量

斷開開關S，導體棒開始沿導軌向下做加速運動，當速度最大時，

解得：

導體棒加速運動的過程中，根據動量定理

得

求得內導體棒沿導軌向下運動的距離

根據能量守叵，整個回路中產生的焦耳熱

求得

根據電熱分配原則，導體棒中產生的焦耳熱