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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=10 Ω,导轨自身电阻忽略不计.匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5 T.质量为m=0.1 kg,电阻可不计的金属棒ab静止释放,沿导轨下滑(金属棒ab与导轨间的摩擦不计).如图1-9所示,设导轨足够长,导轨宽度L=2 m,金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好,当金属棒下滑h=3 m时,速度恰好达到最大值.求此过程中金属棒达到的最大速度和电阻中产生的热量.

图1-9

解析:当金属棒速度恰好达到最大速度时,受力分析,则mgsinθ=F

解得F=0.5 N

据法拉第电磁感应定律:E=BLv

据闭合电路欧姆定律:I=

又F=BIL

由以上各式解得最大速度v=5 m/s

下滑过程据动能定理得:mgh-W=mv2

解得:W=1.75 J

所以此过程中电阻中产生的热量Q=W=1.75 J

答案:5 m/s   1.75 J

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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.匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T.质量为m=0.1kg,电阻可不计的金属棒ab静止释放,沿导轨下滑(金属棒a b与导轨间的摩擦不计).如图所示,设导轨足够长,导轨宽度L=2m,金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好,当金属棒下滑h=3m时,速度恰好达到最大值.(g=10m/s)求:
(1)金属棒达到的最大速度;
(2)此过程中电阻中产生的热量.

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(1)金属棒受到的最大安培力;
(2)电路中产生的电热.

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