Question

如图所示，在水平桌面上固定着两根相距2Ocm、相互平行的无电阻导轨P和Q，轨道上横置两根质量均为40g、电阻均为O.01Ω的金属棒a和b，两棒也相距20cm，它们与轨道间的最大静摩擦力均为各自重量的一半，若从t=0时起在轨道范围内出现了竖直方向的按图所示规律变化的匀强磁场．求在金属棒a和b开始运动前，这个装置释放的热量为多少？（g=10m/s²）

Answer 1

分析：根据图象，结合法拉第电磁感应定律，可得出感应电动势；再由闭合电路欧姆定律与焦耳定律，即可求解．

解答：解：a和b即将运动时，它们各自受到的安培力都等于最大静摩擦力，
有Kmg=BIL                         
其中由闭合电路欧姆定律，与法拉第电磁感应定律，
则有I=

ε

2R

，ε=s

△B

△t

，
而

△B

△t

=0.5T/s
因此代入数据，
可得B=1T，
即经过t=2s时两棒开始运动，
根据焦耳定律，则有Q=I²2Rt                                    
解得Q=0.04J                              
答：在金属棒a和b开始运动前，这个装置释放的热量为0.04J．

点评：考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律与焦耳定律的应用，掌握图象提取信息的方法．