题目内容

【题目】如图,是距离为L的相同光滑导轨,为两段四分之一圆弧,半径分别为在水平矩形内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为导体棒PQ的长度均为L,质量均为m,电阻均为R,其余电阻不计,Q停在图中位置,现将P从轨道最高点无初速释放,则

求导体棒P进入磁场瞬间,回路中的电流的大小和方向顺时针或逆时针

PQ不会在轨道上发生碰撞,棒Q到达瞬间,恰能脱离轨道飞出,求导体棒P离开轨道瞬间的速度;

PQ不会在轨道上发生碰撞,且两者到达瞬间,均能脱离轨道飞出,求回路中产生热量的范围。

【答案】(1),方向逆时针方向(2)(3)

【解析】(1)导体棒P下滑到,根据机械能守恒定律:

求导体棒P到达瞬间:

回路中的电流:

(2)棒Q到达瞬间,恰能脱离轨道飞出,此时对Q

设导体棒P离开轨道瞬间的速度为,根据动量守恒定律:

代入数据得:

(3)由若导体棒Q恰能在到达瞬间飞离轨道,P也必能在该处飞离轨道

根据能量守恒,回路中产生的热量

若导体棒QP能达到共速v,则根据动量守恒:

回路中产生的热量

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