问题标题:
如图所示,固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m的导体杆ab垂直于导轨
问题描述:
如图所示,固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现导体杆在水平向左、垂直于杆的恒力F(大小未知)作用下从静止开始运动,沿导轨运动距离L时,恰好达到最大速度vm.运动过程中导体杆始终与导轨保持垂直.设导体杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度为g.求:
(1)当导体杆达到最大速度vm时,电阻R的热功率;
(2)恒力F的大小;
(3)从导体杆由静止开始运动到达到最大速度这段时间内,电阻R上产生的热量.
齐文杰回答:
(1)当导体杆达到最大速度时,产生的感应电动势E=Bdvm,回路中电流I=ER+r=BdvmR+r,所以,此时电阻R的热功率PR=I2R=B2d2v2mR(R+r)2;(2)当导体杆达到最大速度时,对导体杆受力分析如图所示,此时满足:F=μmg+Bid...
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