Question

【題目】如圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置，其寬度，一勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與P之間連接一阻值為的電阻，質(zhì)量為、電阻為的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，下滑過程中ab始終保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好，其下滑距離x與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，圖象中的OA段為曲線，AB段為直線，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取忽略ab棒運(yùn)動(dòng)過程中對原磁場的影響．

判斷金屬棒兩端a、b的電勢哪端高；

求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

在金屬棒ab從開始運(yùn)動(dòng)的內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

【答案】(1) b端電勢較高(2)(3)

【解析】

由右手定可判斷感應(yīng)電流由a到b，可知b端為感應(yīng)電動(dòng)勢的正極，故b端電勢較高。

當(dāng)金屬棒勻速下落時(shí)，由共點(diǎn)力平衡條件得：

金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：

則電路中的電流為：

由圖象可得：

代入數(shù)據(jù)解得：

在，以金屬棒ab為研究對象，根據(jù)動(dòng)能定理得：

解得：

則電阻R上產(chǎn)生的熱量為：