兩根金屬導軌平行放置在傾角為θ=30°的斜面上,導軌底端接有電阻R=8Ω,導軌自身電阻忽略不計.勻強磁場垂直於...
問題詳情:
兩根金屬導軌平行放置在傾角為θ=30°的斜面上,導軌底端接有電阻R=8Ω,導軌自身電阻忽略不計.勻強磁場垂直於斜面向上,磁感強度B=0.5T.質量為m=0.1kg,電阻r=2Ω的金屬棒ab由靜止釋放,沿導軌下滑.如圖所示,設導軌足夠長,導軌寬度L=2m,金屬棒ab下滑過程中始終與導軌接觸良好,當金屬棒下滑h=3m時,速度恰好達到最大速度2m/s,求此過程中電阻R上產生的熱量?(g取10m/)
【回答】
解:由E=BLv,I=,F=BIL得安培力F=
設金屬棒下滑過程所受摩擦力大小為f,則由平衡條件得到mgsin30°=f+F
聯立得f=mgsin30°﹣=0.1×10×0.5﹣=0.3N
在金屬棒ab靜止釋放到速度剛達到最大的過程中,金屬棒的重力轉化為金屬棒的動能、焦耳熱和摩擦生熱,根據能量守恆定律得電路中產生的焦耳熱為 Q=mgh﹣f﹣
代入解得,Q=1J
則電阻R上產生的熱量為 QR=Q=1J=0.8J
答:此過程中電阻上產生的熱量是0.8J.
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:計算題
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