Question

【題目】如圖所示，固定的平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角為，其間距為，導(dǎo)軌頂端用導(dǎo)線連接理想電流表和阻值為的小燈泡。矩形區(qū)域abcd內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，其磁感應(yīng)強度為，bc距離為�，F(xiàn)將電阻為、質(zhì)量為、長也為的導(dǎo)體棒MN垂直導(dǎo)軌放置并從ab處靜止釋放，在導(dǎo)體棒離開磁場前，電流表的示數(shù)已穩(wěn)定不變。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)，小燈泡的電阻恒定不變，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻不計，各處接觸良好。已知重力加速度，，。求：

(1)導(dǎo)體棒離開磁場時的速度v；

(2)小燈泡產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

【答案】(1)2m/s；(2)6J

【解析】

(1)導(dǎo)體棒在dc處的感應(yīng)電動勢

此時的電流

導(dǎo)體棒在此處于平衡狀態(tài)，則

解得

(2)導(dǎo)體棒從開始運動到dc處，系統(tǒng)的焦耳熱為Q

解得

又有

解得