如图所示,无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=53°的光滑绝缘斜面上,轨道间距L=1m,底部接入一阻值为R

2025-05-23 08:05:48
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回答(1):

(1)根据右手定则,ab棒中的电流方向为a→b,故通过R的电流方向为P→E;
(2)如图所示,在ab棒做加速度时,由于v的增加,安培力F变大,ab棒在做加速度逐渐减小的加速运动,当a=0时,ab棒速度最大的为v,则ab的感应电动势为:E=BLv            
回路中感应电流为:I=

E 
R+r

ab的安培力:F=ILB             
物体M和棒ab均受力平衡,根据共点力平衡条件,有:T=Mg=mgsinθ+F+μmgcosθ  由以上各式求得:v=3m/s      
(3)由系统的总能量守恒可知,系统减小的重力势能等于系统增加的动能、焦耳热、摩擦而转化的内能之和:Mgh-mghsinθ=μmghcosθ+
1
2
(m+M)v2+Q     
解得:Q=32.88J             
答:(1)通过R的电流方向为P→E.
(2)ab棒沿斜面向上运动的最大速度为3m/s.
(3)ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间整个闭合回路中电流产生的热量为32.88J.