如圖所示，一矩形框架與水平面成37°角，寬L=0.4m，上、下兩端各有一個電阻R0=1Ω，框架的其他部分電阻不...

問題詳情：

如圖所示，一矩形框架與水平面成37°角，寬L=0.4m，上、下兩端各有一個電阻R0=1Ω，框架的其他部分電阻不計，框架足夠長，垂直於框平面的方向存在向上的勻強磁場，磁感應強度B=2T．ab為金屬桿，其長度也為L=0.4m，質量m=0.8Kg，電阻r=0.5Ω杆與框架的動摩擦因數μ=0.5，由靜止開始下滑，直到速度達到最大的過程中，上端電阻R0產生的熱量Q0=0.375J．（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8；g取10m/s2）求：

（1）杆ab的最大速度；

（2）從開始到速度最大的過程中ab杆沿斜面下滑的距離；

（3）在該過程中通過ab的電荷量．

【回答】

解：（1）導體棒受到的摩擦力：f=µN，又N=mgcosθ，得f=µmgcosθ．

達到最大速度時，棒ab受力平衡，則有：FA+f=mgsinθ

而安培力：FA=BIL，I=

聯解可得：

代入解得 υ=2.5m/s

（2）當金屬棒速度達到最大時，電阻R0產生的熱量Q0=0.375J，ab棒中電流是電阻R0中電流的2 倍，由焦耳定律Q=I2Rt，ab棒中產生的焦耳熱為2Q0，則電路中產生的總焦耳Q總=4Q                                        

根據能量守恆得 mgsinθS=Q++fS

得：S==2.5m           

（3）流過導體棒的電量：q=

  又， =，△Φ=BLS

聯立以上四式得：q=

代入解得，q=2C

答：

（1）杆ab的最大速度是2.5m/s；

（2）從開始到速度最大的過程中ab杆沿斜面下滑的距離是2.5m；

（3）在該過程中通過ab的電荷量是2C．

知識點：未分類

題型：未分類