题目内容
20.(1)cd棒的最大速度;
(2)在整个运动过程中系统产生的最大焦耳热.
分析 (1)先分析两根导体棒的运动情况:ab棒向cd棒运动时,两棒和导轨构成的回路面积变小,磁通量发生变化,于是产生感应电流.ab棒受到与运动方向相反的安培力作用作减速运动,cd棒在安培力作用下向右作加速运动.在ab棒的速度大于cd棒的速度时,回路总有感应电流,ab棒继续减速,cd棒继续加速,两棒速度达到相同后,回路面积保持不变,磁通量不变化,不产生感应电流,最终两棒以相同的速度作匀速运动.所以匀速运动时cd棒的速度最大,根据系统的动量守恒求解.
(2)在两棒运动过程中,遵守能量守恒定律,由此求解焦耳热.
解答 解:(1)当两棒速度相等时cd棒的速度达最大值.在运动过程中两棒总动量守恒,取向右为正方向,由动量守恒定律得:
mυ0=2mυ
得cd棒的最大速度为:υ=$\frac{1}{2}$υ0
(2)根据能的转化和守恒定律得:
Q=$\frac{1}{2}$mυ02-$\frac{1}{2}$•2mυ2=$\frac{1}{4}$mυ02.
答:(1)cd棒的最大速度是$\frac{1}{2}$υ0;
(2)在整个运动过程中系统产生的最大焦耳热是$\frac{1}{4}$mυ02.
点评 解决本题关键要分析两棒的运动情况,对相互作用的问题,应考虑应用动量守恒定律;再运用能量守恒定律求解.应用能量守恒定律解题时,一定要搞清能量的转化情况.
练习册系列答案
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