题目

竖直放置的光滑U形导轨宽0.5m，电阻不计，置于很大的磁感应强度是1T的匀强磁场中，磁场垂直于导轨平面，如图所示，质量为10g，电阻为1Ω的金属杆PQ无初速度释放后，紧贴导轨下滑（始终能处于水平位置）。问：（1）到通过PQ的电量达到0.2c时，PQ下落了多大高度？（2）若此时PQ正好到达最大速度，此速度多大？（3）以上过程产生了多少热量？答案：解：由电量 q=ΔΦR=BΔSR=BLhR ，解得： h=qRBL=0.2×11×0.5m=0.4m 解：安培力等于重力时PQ速度最大，即： B2L2vR=mg ，解得： v=mgRB2L2=10×10−3×10×112×0．52m/s=0.4m/s 解：由能量守恒定律，产生的热量为： Q=mgh−12mv2=10×10−3×10×0.4−12×10×10−3×0.42=0.0392（J）

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