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(10分)两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上,导轨左端接有电阻R=10Ω,导轨自身电阻忽略不计。 匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg,电阻可不计的金属棒ab静止释放,沿导轨下滑(金属棒a b与导轨间的摩擦不计)。如图所示,设导轨足够长,导轨宽度L=2m,金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好,当金属棒下滑h=3m时,速度恰好达到最大值。求此过程中金属棒达到的最大速度和电阻中产生的热量。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

答案:
v =5m/s,Q=1.75J 【解析】当金属棒速度恰好达到最大速度时,受力分析。 则mgsinθ=F安 解得F安=0.5N……………………2分 据法拉第电磁感应定律:E=BLv ……………………2分 据闭合电路欧姆定律:I=    ……………………1分 ∴F安=BIL    ……………………1分 由以上各式解得最大速度v =5m/s   ……………………1分 下滑过程据动能定理得:mgh-W = mv2  ……………………2分 解得W=1.75J ,∴此过程中电阻中产生的热量Q=W=1.75J……………………1分
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