(23-24高二下·江苏扬州大学附属中学·期中)如图所示，与水平面成
角的两平行倾斜光滑导轨，上端连接定值电阻
。平行导轨处于垂直于导轨平面向下、磁感应强度为
的匀强磁场中。两平行导轨相距
，在导轨底部放置一电阻为r=0.4Ω，质量为m=1kg的导体棒
，导体棒
在沿导轨向上的恒力F=9N作用下由静止开始向上运动
时，导体棒
速度达到最大。已知导轨电阻不计，
。求：
（1）导体棒
最大速度v；
（2）导体棒
在加速过程，导体棒
产生的焦耳热Q；
（3）导体棒
在加速过程，通过导体棒
的电荷量q。
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【来源】江苏省扬州大学附属中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试卷
【解析】（1）对导体棒进行受力分析，沿斜面方向受到沿斜面向上的恒定拉力
，沿斜面向下的重力分力和安培力，随着安培力的增大，导体棒向上做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减为0时，导体棒速度达到最大，导体棒开始做匀速直线运动；根据受力平衡可得
又
，
，
联立解得导体棒的最大速度为
（2）导体棒
在加速过程，根据动能定理可得
又
联立解得整个回路产生的焦耳热为
则导体棒
产生的焦耳热为
（3）导体棒
在加速过程，通过导体棒
的电荷量为
可得
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