Question

如题图甲所示，MN,PQ为间距=0.5m足够长的粗糙平行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角=37°，NQ间连接有一个=4Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B₀=1T。将一根质量为=0.05kg、内阻为的金属棒紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至处时刚好达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量=0.2C，且金属棒的加速度与速度的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。（取=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：

（1）金属棒的内阻；  （2）金属棒滑行至处的过程中，电阻上产生的热量。

 

Answer 1

解：（1）当m/s²时，由牛顿第二定律得

…… ① 解得

当m/s时，由平衡条件…… ② 

且…… ③

联立①②③解得A，Ω

（2）从静止释放到速度稳定的过程中，电量…… ④

解得m

由能量守恒…… ⑤ 

解得J，电阻R产生的热量J