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如图所示,足够长的光滑平行金属导轨cd和ef水平放置,在其左端连接倾角为θ=37°的光滑金属导轨ge、hc,导轨间距均为L=1m,在水平导轨和倾斜导轨上,各放一根与导轨垂直的金属杆,金属杆
1人问答
问题描述:

如图所示,足够长的光滑平行金属导轨cd和ef水平放置,在其左端连接倾角为θ=37°的光滑金属导轨ge、hc,导轨间距均为L=1m,在水平导轨和倾斜导轨上,各放一根与导轨垂直的金属杆,金属杆与导轨接触良好.金属杆a、b质量均为M=0.1kg,电阻Ra=2Ω、Rb=3Ω,其余电阻不计.在水平导轨和斜面导轨区域分别有竖直向上和竖直向下的匀强磁场B1、B2,且B1=B2=0.5T.已知从t=0时刻起,杆a在外力F1作用下由静止开始水平向右运动,杆b在水平向右的外力F2作用下始终保持静止状态,且F2=0.75+0.2t(N).(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10m/s2)

(1)判断杆a的电流方向并通过计算说明杆a的运动情况;  

(2)从t=0时刻起,求1s内通过杆b的电荷量;

(3)若从t=0时刻起,2s内作用在杆a上的外力F1做功为13.2J,则求这段时间内杆b上产生的热量.

孟昭峰回答:
  (1)电流方向从m→n,因为杆b静止,所以有:   F2-B2IL=Mgtan 37°①   而F2=0.75+0.2t   ②   解①②得:I=0.4t (A)   电路中的电动势由杆a运动产生,   故有:E=I(Ra+Rb),   E=B1Lv                  联立得:v=4t    所以,杆a做加速度为a=4 m/s2的匀加速运动   (2)杆a在1 s内运动的距离我:   d=12
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