Question

（18分）兩根相距為L的足夠長(zhǎng)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(dòng)摩擦因數(shù)μ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R，整個(gè)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(chǎng)中．當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿也正好以某一速度向下做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)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(dòng)的速度v₁；
（2）ab桿所受拉力F；
（3）ab桿以v₁勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿以v₂（v₂已知）勻速運(yùn)動(dòng)，則在cd桿向下運(yùn)動(dòng)過程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱．

Answer 1

(1) (2) (3)

(1)ab桿向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab桿中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)?i>a→b，
大小為 (1分)cd桿中的感應(yīng)電流方向?yàn)?i>d→c，cd桿受到的安培力方向水平向右
安培力大小為 ①  (1分)
cd桿向下勻速運(yùn)動(dòng)，有②(1分)
解①、②兩式，ab桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度為=  ③(2分)
(2)ab桿所受拉力F+μmg) (4分)
(3)設(shè)cd桿以速度向下運(yùn)動(dòng)過程中，ab桿勻速運(yùn)動(dòng)了距離，因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824141203671682.png" style="vertical-align:middle;" />，所以 (2分)
整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力所做的功
==  (2分)