题目内容

如图所示,足够长的金属导轨MNPQR相连,平行地放在水平桌面上,质量为m的金属杆可以无摩擦地沿导轨运动.导轨与ab杆的电阻不计,导轨宽度为L,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过整个导轨平面.现给金属杆ab一个瞬时冲量I0,使ab杆向右滑行.

(1)求回路的最大电流.

(2)当滑行过程中电阻上产生的热量为Q时,杆ab的加速度多大?

(3)杆ab从开始运动到停下共滑行了多少距离?

(1)  (2)  (3)


解析:

(1)由动量定理I0 = mv0 – 0 得v0 =      (2分)

金属杆在导轨上做减速运动,刚开始时速度最大,

感应电动势也最大,有:     (1分)

所以回路的最大电流   (1分)

     

  (2) 设此时杆的速度为v,由能的转化和守恒有:

         

             (2分)

解得:v            (1分)

由牛顿第二定律得:BIL = ma                    (1分)

由闭合电路欧姆定律得:               (1分)

解得:                  (1分)

        

(3)对全过程应用动量定理有:

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