如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L,导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路,两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路

◎ 题目

如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L,导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路,两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路中其余部分的电阻可不计.在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B.设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行,开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度v0,若两导体棒在运动中始终不接触,求:
(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少?
(2)当ab棒的速度变为初速度的3/4时,cd棒的加速度是多少?
魔方格

◎ 答案

(1)从开始到两棒达到相同速度v的过程中,两棒的总动量守恒,有 mv0=2mv,v=
1
2
v0

根据能量守恒定律,整个过程中产生的焦耳热 Q=
1
2
m
v20
-
1
2
(2m)v2=
1
4
m
v20

在运动中产生的焦耳热最多是
1
4
m
v20

(2)设ab棒的速度变为
3
4
v 0
时,cd棒的速度为v',则由动量守恒可知mv0=m
3
4
v0+mv′
解得v′=
1
4
v 0

此时回路中的电动势为 E=
3
4
BLv0-
1
4
BLv0=
1
2
BLv0

此时回路中的电流为 I=
E
2R
=
BLv0
4R

此时cd棒所受的安培力为 F=BIL=
B2L2v0
4R

由牛顿第二定律可得,cd棒的加速度a=
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向里的电流,用N表示磁铁对桌面的压力,用f表示桌面对磁铁的摩擦
如图所示,条形磁铁放在水平
如图,用一块磁铁接近发光的白炽灯泡,可以看到灯丝颤抖起来。关于这一现象,以下说法中正确的是[]A.这是一种电磁感应现象B.这是因为通电的灯丝受安培力作用的结果C.如果灯泡
如图,用一块磁铁接近发光的
如图所示,等腰直角三角形区域内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场,它的底边在x轴上且长为L,高为L。纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向以速度v匀速穿过匀强磁场区域,
如图所示,等腰直角三角形区
图中的D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线,电流方向垂直于纸面向里。在开关S接通后,导线D所受磁场力的方向是[]A.向上B.向下C.向左D.向右
图中的D为置于电磁铁两极间的
如图所示,在同一水平面上的两金属导轨间距:ab=0.4m,处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.导体棒ab垂直导轨放置在金属导轨间,闭合开关,当通过导体ab的电流I=0.5A
如图所示,在同一水平面上的