题目内容
两根光滑的足够长直金属导轨MN、M′N′平行置于竖直面内,导轨间距为l,导轨上端接有阻值为R的电阻,如图所示。质量为m、长度也为l、阻值为r的金属棒ab垂直于导轨放置,且与导轨保持良好接触,其他电阻不计。导轨处于磁感应强度为B、方向水平向里的匀强磁场中,ab由静止释放,在重力作用下向下运动,求:
(1)ab运动的最大速度的大小;
(2)若ab从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h,此过程中金属棒中产生的焦耳热为多少?
(1)设ab上产生的感应电动势为E,回路中的电流为I,
电路总电阻为R+r,则最后ab以最大速度匀速运动,有
①
由闭合电路欧姆定律有 ②
③
由①②③方程解得 ④
(2)设在下滑过程中整个电路产生的焦耳热为Q1,ab棒上产生的焦耳热为Q2,则由能量守恒定律有:
⑤
又有 ⑥
联立④⑤⑥解得:
练习册系列答案
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