题目内容

【题目】如图所示,水平放置的平行光滑导轨,固定在桌面上,宽度为L,处在磁感应强度为B,竖直向下的匀强磁场中。桌子离开地面的高度为初始时刻,质量为m的杆ab与导轨垂直且处于静止,距离导轨边缘为d。质量同为m的杆cd与导轨垂直,以初速度进入磁场区域。最终发现两杆先后落在地面上。已知两杆的电阻均为R,导轨电阻不计,两杆落地点之间的距离为s。求:

杆从磁场边缘射出时的速度大小

杆射出时,cd杆运动的距离

在两根杆相互作用的过程中,回路中产生的电能

【答案】(1) ; (2) (3)

【解析】

abcd杆从磁场边缘射出时的速度分别为

ab杆落地点的水平位移为xcd杆落地点的水平位移为,则有

根据动量守恒

我们可以求出

杆运动距离为d,对ab杆应用动量定理

cd杆运动距离为解得

cd杆运动距离为

根据能量守恒,电路中损耗的焦耳热等于体系损失的机械能

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