题目内容

一对无限长平行导轨位于竖直平面内,轨道上串联一电容器C(开始未充电).另一根质量为m的金属棒ab可沿导轨下滑,导轨宽度为L,在讨论的空间范围内有磁感应强度为B、方向垂直整个导轨平面的匀强磁场,整个系统的电阻可以忽略,ab棒由静止开始下滑,求它下滑h高度时的速度v.
v=
解决该题的关键是分析清楚ab棒的运动规律,若设ab棒下滑过程中某一瞬时加速度为ai,则经过一微小的时间间隔Δt,其速度的增加量为Δv=ai·Δt.
棒中产生的感应电动势的增加量为:ΔE=BLΔv=BLai·Δt
电容器的极板间电势差的增加量为:ΔUi=ΔE=BLai·Δt
电容器电荷量的增加量为:ΔQ=C·ΔU=CBLai·Δt
电路中的充电电流为:I==CBLai
ab棒所受的安培力为:F=BLI=CB2L2ai
由牛顿第二定律得:mg-F=mai,即mg-CB2L2ai=mai,所以,ai=,可见,棒的加速度与时间无关,是一个常量,即棒ab向下做匀加速直线运动.所以要求的速度为v=.
练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网