Question

【題目】兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面。質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與水平和豎直導(dǎo)軌之間有相同的動摩擦因數(shù)μ，導(dǎo)軌電阻不計，回路總電阻為2R。 整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動時，cd桿也正好以某一速度向下做勻速運(yùn)動。設(shè)運(yùn)動過程中金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌接觸良好。重力加速度為g。求：

(1).ab桿勻速運(yùn)動的速度v1；

(2).ab桿所受拉力F，

(3).ab桿以v1勻速運(yùn)動時，cd桿 以v2(v2已知)勻速運(yùn)動，則在cd桿向下運(yùn)動h過程中，整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

Answer 1

【答案】(1)(2)(3)

【解析】試題分析：（1）ab桿向右運(yùn)動時，ab桿中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向為a→b，大小為（2分）

cd桿中的感應(yīng)電流方向為d→c，cd桿受到的安培力方向水平向右

安培力大小為① （3分）

cd桿向下勻速運(yùn)動，有②（2分）

解①、②兩式，ab桿勻速運(yùn)動的速度為=③（3分）

ab桿所受拉力F +μmg) （4分）

設(shè)cd桿以速度向下運(yùn)動過程中，ab桿勻速運(yùn)動了距離，因為，

所以（3分）

整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力所做的功

= =（3分）