Question

【题目】如图所示，MN、PQ是足够长的光滑平行导轨，其间距为L，且MP⊥MN．导轨平面与水平面间的夹角θ=30°．MP接有电阻R．有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B0．将一根质量为m的金属棒ab紧靠MP放在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻也为R，其余电阻均不计．现用与导轨平行的恒力F=mg沿导轨平面向上拉金属棒，使金属棒从静止开始沿导轨向上运动，金属棒运动过程中始终与MP平行．当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd 到MP的距离为s．已知重力加速度为g,求：

（1）金属棒达到的稳定速度；

（2）金属棒从静止开始运动到cd的过程中，电阻R上产生的热量；

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】(1)当金属棒稳定运动时做匀速运动，则有 F=mgsinθ+F安

又安培力

解得：

(2)金属棒从静止开始运动到cd的过程，

由动能定理得：

解得：

则根据功能关系得：回路中产生的总热量为

故电阻R上产生的热量为

则得