如图所示，相距均为L的光滑倾斜导轨MN、PQ与光滑水平导轨NS、QT连接，水平导轨处在磁感应强度大小为B，方向...
问题详情：
如图所示，相距均为L的光滑倾斜导轨MN、PQ与光滑水平导轨NS 、QT连接，水平导轨处在磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。光滑倾斜导轨处在磁感应强度大小也为B，方向垂直于倾斜导轨平面斜向下的匀强磁场中，如图。质量均为m、电阻均为R的金属导体棒ab、cd垂直于导轨分别放在倾斜导轨和水平导轨上，并与导轨接触良好，不计导轨电阻。现用绝缘细线通过定滑轮将金属导体棒ab、cd连接起来。质量为2m的物体C用绝缘细线通过定滑轮与金属导体棒cd连接。细线沿导轨中心线且在导轨平面内，细线及滑轮质量、滑轮摩擦均不计。已知倾斜导轨与水平面的夹角θ=300，重力加速度为g，导轨足够长，导体棒ab始终不离开倾斜导轨，导体棒cd始终不离开水平导轨。物体C由静止释放，当它达到最大速度时下落高度h=
，试求这一运动过程中：
（1）物体C能达到的最大速度Vm是多少？
（2）金属棒ab产生的焦耳热是多少？
（3）连接ab棒的细线对ab棒做的功是多少？
【回答】
解：（1）设C达到的最大速度为
，由法拉弟电磁感应定律得回路的感应电动势为 
①……………………… （1分）
由欧姆定律得回路中的电流强度为
②…（1分）
金属导体棒ab、cd受到的安培力为
③…（1分）
设连接金属导体棒ab与cd的细线中张力为
，连接金属导体棒cd与物体C的细线中张力为
，导体棒ab、cd及物体C的受力如图：由平衡条件得：
,
,
④…（2分）
联立①②③④解得：
⑤……………（1分）
（2）对物体C、导体棒ab、导体棒cd组成的系统，由于导体棒ab、cd的电阻相等，流过的电流时刻相等，故两棒产生的内能E相等。由能的转化和守恒定律得：
⑥……………（3分）
联立⑤⑥将h=
代入解得
⑦ …………（2分
）
（3）对导体棒ab，设这一过程中细线对其做的功为W，则由能的转化和守恒定律得：
⑧……………………………（3分）
联立⑤⑦⑧三式解得：
⑨………………（2分）
知识点：专题八 电磁感应
题型：综合题
