如圖所示，相距均為L的光滑傾斜導軌MN、PQ與光滑水平導軌NS、QT連接，水平導軌處在磁感應強度大小為B，方向...
問題詳情：
如圖所示，相距均為L的光滑傾斜導軌MN、PQ與光滑水平導軌NS 、QT連接，水平導軌處在磁感應強度大小為B，方向豎直向上的勻強磁場中。光滑傾斜導軌處在磁感應強度大小也為B，方向垂直於傾斜導軌平面斜向下的勻強磁場中，如圖。質量均為m、電阻均為R的金屬導體棒ab、cd垂直於導軌分別放在傾斜導軌和水平導軌上，並與導軌接觸良好，不計導軌電阻。現用絕緣細線通過定滑輪將金屬導體棒ab、cd連接起來。質量為2m的物體C用絕緣細線通過定滑輪與金屬導體棒cd連接。細線沿導軌中心線且在導軌平面內，細線及滑輪質量、滑輪摩擦均不計。已知傾斜導軌與水平面的夾角θ=300，重力加速度為g，導軌足夠長，導體棒ab始終不離開傾斜導軌，導體棒cd始終不離開水平導軌。物體C由靜止釋放，當它達到最大速度時下落高度h=
，試求這一運動過程中：
（1）物體C能達到的最大速度Vm是多少？
（2）金屬棒ab產生的焦耳熱是多少？
（3）連接ab棒的細線對ab棒做的功是多少？
【回答】
解：（1）設C達到的最大速度為
，由法拉弟電磁感應定律得迴路的感應電動勢為 
①……………………… （1分）
由歐姆定律得迴路中的電流強度為
②…（1分）
金屬導體棒ab、cd受到的安培力為
③…（1分）
設連接金屬導體棒ab與cd的細線中張力為
，連接金屬導體棒cd與物體C的細線中張力為
，導體棒ab、cd及物體C的受力如圖：由平衡條件得：
,
,
④…（2分）
聯立①②③④解得：
⑤……………（1分）
（2）對物體C、導體棒ab、導體棒cd組成的系統，由於導體棒ab、cd的電阻相等，流過的電流時刻相等，故兩棒產生的內能E相等。由能的轉化和守恆定律得：
⑥……………（3分）
聯立⑤⑥將h=
代入解得
⑦ …………（2分
）
（3）對導體棒ab，設這一過程中細線對其做的功為W，則由能的轉化和守恆定律得：
⑧……………………………（3分）
聯立⑤⑦⑧三式解得：
⑨………………（2分）
知識點：專題八 電磁感應
題型：綜合題
