- 试题详情及答案解析
- （16分）如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L=0.2m，长为2d，d=0.5m，上半段d导轨光滑，下半段d导轨的动摩擦因素为μ=
，导轨平面与水平面的夹角为θ=30°．匀强磁场的磁感应强度大小为B=5T，方向与导轨平面垂直．质量为m=0.2kg的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在粗糙的下半段一直做匀速运动，导体棒始终与导轨垂直，接在两导轨间的电阻为R=3Ω，导体棒的电阻为r=1Ω，其他部分的电阻均不计，重力加速度取g=10m/s2，求：
（1）导体棒到达轨道底端时的速度大小；
（2）导体棒进入粗糙轨道前，通过电阻R上的电量q；
（3）整个运动过程中，电阻R产生的焦耳热Q．- 答案：（1）v="2m/s" （2）0.125C （3）0.2625J
- 试题分析：（1）导体棒在粗糙轨道上受力平衡：
由 mgsin θ＝μmgcos θ+BIL 得 I=0.5A （2分）
由BLv=I(R+r) 得v=2m/s （2分）
（2）进入粗糙导轨前，导体棒中的平均电动势为: 
（2分）
导体棒中的平均电流为: 
（2分）
所以，通过导体棒的电量为：
=0.125C （2分）
（3）由能量守恒定律得： 2mgdsin θ＝Q电＋μmgdcos θ＋mv2 （2分）
得回路中产生的焦耳热为： Q电＝0.35J （2分）
所以，电阻R上产生的焦耳热为：
=0.2625J （2分）
考点：本题考查电磁感应