Question

（6分）如图所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽L＝0.5 m框的电阻不计，匀强磁场磁感应强度B＝1 T，方向与框面垂直，金属棒MN的质量为100 g，电阻为1 Ω．现让MN无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落，从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2 C，求此过程中回路产生的电能．（空气阻力不计，g＝10 m/s²）

?

 

Answer 1

E=3.2 J

解析:金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到零时速度达到最大，根据平衡条件得mg＝ ①?

在下落过程中，金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能E，由能量守恒定律得?

mgh＝＋E ②?

通过导体某一横截面的电量为q＝ ③?

E＝mgh－＝4J－0.8J＝3.2 J