问题标题:
如图甲所示,电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=0.5m,上端连接R=0.5Ω的电阻,下端连着电阻不计的金属卡环,导轨与水平面的夹角θ=30°,导轨间虚线区域存在方向垂直导轨平面向上的磁场
问题描述:
如图甲所示,电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=0.5m,上端连接R=0.5Ω的电阻,下端连着电阻不计的金属卡环,导轨与水平面的夹角θ=30°,导轨间虚线区域存在方向垂直导轨平面向上的磁场,其上、下边界之间的距离s=1Om,磁感应强 度B-t图如图乙所示.长为L且质量为m=0.5kg的金属棒ab的电阻不计,垂直导 轨放置于距离磁场上边界d=2.5m处,在t=O时刻由静止释放,棒与导轨始终接触良 好,滑至导轨底端被环卡住不动.g取10m/s2,求:
(1)棒运动到磁场上边界的时间;
(2)棒进人磁场时受到的安培力及棒从进入磁场到运动至卡环的时间;
(3)在0-5s时间内电路中产生的焦耳热.
沈才俊回答:
(1)棒从静止释放到刚进磁场的过程中做匀加速运动,由牛顿第二定律得:
mgsinθ=ma
得:a=gsinθ=10×sin30°=5m/s2
由运动学公式:d=12at
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