Question

【题目】如图所示，两根间距l=1m的光滑平行金属导轨与水平面的夹角α=300，图中虚线下方区域内存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。金属杆ab和cd垂直于导轨放置，金属杆ab的质量m1=0.02kg，电阻R1=1Ω，金属杆cd的质量m2=0.05kg，电阻R2=1Ω，导轨的电阻不计。开始时金属杆ab处在距磁场上边界一定距离处，金属杆cd处在导轨的最下端，被与导轨垂直的两根小柱挡住，此时金属杆ab和金属杆cd之间的距离s=4m。现将金属杆ab由静止释放，金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动（重力加速度g=10m/s2）。求

（1）金属杆ab进入磁场时速度大小v，

（2）金属杆ab进入磁场后，金属杆cd对两根小柱的压力大小FN，

（3）金属杆ab从进入磁场后到碰上金属杆cd前的瞬间，一共产生了多少电能？

Answer 1

【答案】(1)5m/s （2）0.35N (3)0.15J

【解析】

(1)金属杆ab匀速进入磁场，合力为0，满足：

电流为：

电动势为：

联立可得：

v=5m/s；

(2)对金属杆cd，有：

代入数据解得：

；

(3)全过程，由动能定理：

解得：

；