如图所示,平行导轨倾斜放置,倾角θ=370,匀强磁场的方向垂直于导
如图所示,平行导轨倾斜放置,倾角θ=370,匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=4T,质量为m=2kg的金属棒ab垂直放在导轨上,ab与导轨平面间的动摩擦因数μ=0.25。金属棒ab的电阻r=1Ω,平行导轨间的距离L=1m, R1=R2=18Ω,导轨电阻不计,ab由静止开始下滑运动x=3.5m后达到匀速。sin370=0.6,cos370=0.8。求:
(1)ab在导轨上匀速下滑的速度多大?
(2)ab匀速下滑时ab两端的电压为多少?
(3)ab由静止到匀速过程中电阻R1产生的焦耳热Q1为多少?

(1)对ab受力分析如图所示,

由牛顿第二定律
,
当a=0时导体棒速度达到最大,匀速运动。
故ab在导轨上匀速下滑时
外电路电阻
② 电路中总电阻
③
电路中的电流
④ 此时的感应电动势
⑤
由①③④⑤得:ab在导轨上匀速下滑的速度
⑥
(2)将⑥代入⑤的得感应电动势
⑦ 将⑦代入④得电路中的电流
⑧
ab两端的电压为路端电压:
⑨
(3)根据能量守恒定律,
⑩
⑪
解得电路中总的焦耳热
⑫
由焦耳定律
可知:
⑬
外电路产生的焦耳热
⑭
外电路中
,故
,且
,解得
⑮