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两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上,导轨底端接有电阻R=8Ω,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r=2Ω的金属棒ab由静止释放,沿导轨下滑.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,速度恰好达到最大速度2m/s,求此过程中电阻R上产生的热量?(g取10m/)
【回答】
解:由E=BLv,I=,F=BIL得安培力F=
设金属棒下滑过程所受摩擦力大小为f,则由平衡条件得到mgsin30°=f+F
联立得f=mgsin30°﹣=0.1×10×0.5﹣=0.3N
在金属棒ab静止释放到速度刚达到最大的过程中,金属棒的重力转化为金属棒的动能、焦耳热和摩擦生热,根据能量守恒定律得电路中产生的焦耳热为 Q=mgh﹣f﹣
代入解得,Q=1J
则电阻R上产生的热量为 QR=Q=1J=0.8J
答:此过程中电阻上产生的热量是0.8J.
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:计算题
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