Question

一道高二的物理题,在线等

如图所示，平行U形导轨倾斜放置，倾角为θ=37，导轨间的距离L=1.0m,电阻R＝0.8Ω,导轨电阻不计．匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感强度B=1.0T，质量m=0.5kg、电阻r＝0.2Ω的金属棒ab垂直置于导轨上．现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小为F=7.0N的恒力，使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行．当ab棒滑行0.8m后速度不变，并且导轨与金属棒之间的动摩擦因数u=0.5 求：
(3)金属棒从静止起到刚开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量为多少？

Answer 1

回路中R与r产生的总热量等于克服安培力做的功，可由动能定理求出。R与r串联，R与r产生的热量与电阻成正比，就可以求出R的热量。
动能定理：F做的功-克服摩擦力做的功-克服重力做的功-克服安培力做的功=末动能-初动能
要知道末动能，就要先求出末速度，利用末状态匀速受力平衡来求末速度。
先把匀速时安培力表示出来： E=BLv I=E/(R+r) F安=BIL；∴F安=B²L²v/(R+r)
受力平衡：F=mgsinθ+μmgcosθ+B²L²v/(R+r)
代数：7.0=3+2+v 得到：v=2m/s
动能定理：沿斜面滑行的位移为s (s=0.8m)
Fs-μmgcosθ·s-mgsinθ·s-W安=½mv²-0
代数：5.6-1.6-2.4-W安=1 得到：W安=0.6J
Q总=W安
Qr+QR=Q总=0.6J
QR/Qr=R/r=4
QR=0.48J

Answer 2

棒匀速运动时，F=mgsinθ+umgcosθ+BBLLV/(R+r)
7=0.5X10X0.6+0.5X0.5X10X0.8+1X1X1X1V/(0.8+0.2)
V=2m/s
金属棒从静止起到刚开始匀速运动的过程中
FS-mgssinθ-umgscosθ-Q=(1/2)mvv
代入数据求得Q=0.6J
QR=(4/5)Q=0.48J

Answer 3

书写解题过程不方便，给你提供解题思路：先根据导体受受力平衡（重力、支持力、摩擦力、安培力）列议程求出导体运动的速度。然后根据能量守恒定律求出整个电路中产生的电热（外力做的功等于导体增加的动能、增加的重力热能、电路中增加的内能之和）。电阻上产生的电热等于整个电路中产生的电热的五分之四。