题目

（20分）如图所示，竖直平面内有光滑且不计电阻的两道金属导轨，宽都为L= 1m，上方安装有一个阻值R =1Ω的定值电阻。两根质量都为m，电阻都为r，完全相同的金属杆靠在导轨上，金属杆与导轨等宽且与导轨接触良好，虚线下方的区域内存在匀强磁场，磁感应强度B =1T。将金属杆1固定在磁场的上边缘，金属杆2从磁场边界上方ho=0.2m处由静止释放，进入磁场后恰作匀速运动，求： (l)金属杆的质量m为多大？ (2)将金属杆1仍然固定在磁场上边缘，金属杆2从磁场边界上方h = 0.15m高处静止释放，经过一段时间后再次匀速，此过程整个回路中产生了0.05J的热量，则此过程流过电阻R的电量为q为多少？ (3)金属杆2仍然从离开磁场边界h=0.15m高处静止释放，在进入磁场的同时静止释放金属杆1，两金属杆运动了一段时间后都开始了匀速运动，试求出金属杆1和金属杆2匀速运动时的速度分别是多少？（两个电动势分别为E1、E2不同的电源串联时，电路中总的电动势E= E1+ E2）。 答案：（20分） （1）（8分）匀速时，① 磁场外下落过程② 得 （2）（6分）设流过电量q的过程中。金属杆2在磁场中下落H ③ 由动能定理：④ 由①③④得：q=0.05C （3）（6分）因为h<h0，所以金属杆1进入磁场后先加速，加速度向下 由于两金属杆流过电流相同，所以FA相同 对金属杆1有 - 对金属杆2有 - 发现表达式相同，所以两金属杆加速度和始终相同，两金属杆速度差值也始终相同 设匀速时速度分别为、，有 ……⑤ 又E= 都匀速时，……⑥ 联立⑤⑥得

查看本题答案和解析