解题思路:(1)根据右手定则判断ab棒中感应电流方向.
(2)金属棒匀速运动时,合力为零,由法拉第定律、欧姆定律推导出安培力,由平衡条件列式求出匀速运动的速度.
(3)根据动量定理和位移公式
s=
.
v
t
结合,求出t时间内,棒通过的位移s,再根据能量守恒求焦耳热.
(1)由右手定则可知:流过金属棒的电流方向为从a流向b.
(2)当金属棒匀速运动时有:mgsinθ=BIL
两个金属棒匀速运动时均切割磁场有:E=2BLv,I=[E/2R]
联立上三式得:mgsinθ=
B2L2v
R
所以金属棒匀速运动时的速度v=[mgRsinθ
B2L2
代入解得 v=6.0m/s
(3)对ab棒从开始运动到匀速,根据动量定理有 mgtsinθ−BL
./It=mv
又
.
I]=
.
E
2R=
BL
.
v
R
ab棒从开始运动到匀速运动的位移为s=
.
vt
联立以上三式得s=
(mgtsinθ−mv)R
B2L2
代入解得,s=6.0m
由能量守恒得2mgssinθ=2×([1/2]mv2)+Q
解得Q=18J
答:
(1)流过金属棒ab的电流方向为从a流向b.
(2)金属棒匀速运动时的速度大小是6m/s.
(3)如果两个杆从同时开始运动到同时达到匀速共用了t=2.0s的时间,这段时间内电路中产生的焦耳热是18J.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;电磁感应中的能量转化.
考点点评: 本题是导体棒上滑动类型,掌握右手定则、法拉第定律、欧姆定律和安培力公式是基础,关键要有分析导体棒受力情况和运动情况的能力.