如图所示,长度足够的平行光滑U形导轨倾斜放置,倾角θ=37°,导轨间的距离L=1.0m,电阻R=0.8Ω,导轨电

2025-05-06 14:43:13
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(1)当金属棒所受的合力为零时,有 F=mgsinθ+
B 2 L 2 v
R+r

v=
(F-mgsinθ)(R+r)
B 2 L 2
=
(5-0.5×10×0.6)(0.8+0.2)
1 2 × 1 2
=2m/s.
(2)根据闭合电路欧姆定律得, I=
BLv
R+r
=
1×1×2
0.8+0.2
=2A

∴金属棒匀速运动时电阻R上的功率 P R = I 2 R= 2 2 ×0.8=3.2W
(3)根据能量守恒定律得, Q=F?s-mgs?sinθ-
1
2
m v 2

=5×0.8-0.5×10×0.8×0.6-
1
2
×0.5× 2 2
=0.6J

Q R =
R
R+r
Q=0.48J

答:(1)金属棒匀速运动时的速度大小为2m/s.
(2)金属棒匀速运动时电阻R上的功率为3.2W.
(3)电阻R上产生的热量为0.48J.