题目内容
【题目】如图所示,间距为L的水平平行金属导轨上连有一定值电阻,阻值为R,两质量均为m的导体棒ab和cd垂直放置导轨上,两导体棒电阻均为R,棒与导轨动摩擦因数均为,导轨电阻不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B。现用某一水平恒力向右拉导体棒ab使其从静止开始运动,当棒ab匀速运动时,棒cd恰要开始滑动,(重力加速度为g)求:
(1)棒ab匀速运动的速度大小
(2)若棒ab从开始运动到匀速的过程中流过的电荷量为q,这一过程经历的时间是多少?
【答案】(1)v= (2)
【解析】
(1)设棒ab速度为v,则棒ab中的感应电流
棒cd中的感应电流为
cd受安培力
当棒cd恰要滑动时,F1=mg,即=mg
得
(2)设棒ab受恒定外力为F,匀速运动时棒ab中的电流为I,棒ab所受安培力F2=BIL
对棒cd: F1==mg
棒ab: F=F2+mg=2F1+mg
得
对棒ab从开始运动到匀速过程,设运动时间为t;
由动量定理:
而
故
解得
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