题目内容
【题目】如图所示,光滑的金属导轨间距为L,导轨平面与水平面成a角,导轨下端接有阻值为R的电阻。质量为m,电阻为r的金属细杆ab与绝缘轻质弹簧相连静止在导轨上,弹簧劲度系数为k,上端固定,弹簧与导轨平面平行,整个装置处在垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度为B。
现给杆一沿轨道向下的初速度,杆向下运动至速度为零后,再沿轨道平面向上运动达最大速度,然后减速到零,再沿轨道平面向下运动,一直往复运动直到静止。重力加速度为g。试求:
(1)细杆获得初速度瞬间的加速度a的大小
(2)当杆速度为,时离最初静止位置的距离;
(3)导体棒从获得一初速度开始到向上运动达最大速度,过程中克服弹簧弹力做功为W,在此过程中整个回路产生的焦耳热是多少?
【答案】(1)(2)(3)
【解析】(1)细杆获得初速度瞬间,解得
(2)当杆速度为时离最初静止时位置的距离为
杆最初静止时弹簧伸长,则是
当杆速度时弹簧伸长,此时加速度为零,则,解得
(3)导体棒从静止开始到向上运动达到最大速度过程中, ,解得
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