问题标题:
如图所示,在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ,导轨间距离为L,导轨的电阻忽略不计,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面。质量分别为的两根金属杆a
问题描述:
如图所示,在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ,导轨间距离为L,导轨的电阻忽略不计,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面。质量分别为的两根金属杆a、b跨搁在导轨上,接入电路的电阻均为R。轻质弹簧的左端与b杆连接,右端被固定。开始时a杆以初速度向静止的b杆运动,当a杆向右的速度为v时,b杆向右的速度达到最大值,此过程中a杆产生的焦耳热为Q,两杆始终垂直于导轨并与导轨良好接触。求当b杆达到最大速度时 |
方鹏飞回答:
(1)(2)。
(1)设某时刻a、b杆速度分别为v和,经过很短的时间,a杆移动距离为,b杆移动距离为,回路面积改变量由法拉第电磁感应定律,回路中的感应电动势[或直接写为]回路中的电流b杆受到的安培力当b杆的速度达到最大值时,b杆的加速度为0,设此时b杆受到的弹簧弹力为,由牛顿第二定律得联立以上各式解得(2)以a、b杆和弹簧为研究对象,设弹簧弹性势能为,由能量转化与守恒定律故。
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