Question

(12分)如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置，与水平面夹角为θ，两导轨间距为L₀，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。

(1)在加速下滑时，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；

(2)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。

(3)若现在用沿导轨平面垂直于杆的恒力F将金属杆从底端无初速推过足够距离S到达某一位置，立即撤去此恒力。问金属杆从开始上推到滑回底端的全过程中，在回路里产生的焦耳热是多少？

Answer 1

(12分)

(1)，                            (4分)

(2)v_m=mgRsinθ/(B²L₀²)                                    (4分)

(3)Q=FS-mv_m²/2                        (4分)