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

2025-05-09 02:27:37
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回答1:

(1)金属棒下滑过程中,所受的安培力不断增大,当安培力与重力沿斜面向下的分力大小相等时金属棒做匀速直线运动,速度达到最大速度.则有:mgsinθ=F   
据法拉第电磁感应定律:E=BLv
闭合电路欧姆定律:I=

E
R

则金属棒所受的安培力为:F=BIL=
B2L2v
R
      
联立得最大速度:v=
mgRsinθ
B2L2
=
0.1×10×10×0.5
0.52×22
m/s=5m/s           
(2)在金属棒ab静止释放到速度刚达到最大的过程中,金属棒的重力势能转化为金属棒的动能和电路的内能,根据能量守恒定律得电阻R上产生的热量为:
Q=mgh-
1
2
mv2=0.1×10×3-
1
2
×0.1×52=1.75J.
(3)根据电量:q=
I
?△t,
I
=
E
R+r
E
=N
△φ
△t
,△φ=BL
h
sin30°

联立得:q=
2BLh
R
=
2×0.5×2×3
10
C=0.6C
答:(1)金属棒达到的最大速度为5m/s;
(2)电阻中产生的热量为1.75J;
(3)通过电阻任一截面的电量q为0.6C.