题目内容
水平放置足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ相距L=![]()
(1)橡皮泥刚好与金属棒具有共同速度时,求金属棒两端的电势差Uab;
(2)金属棒在向右滑动的过程中,当加速度大于等于最大值的1/2时,求电阻R0的电功率P。
(1)1.74 V (2)0.81 W
解析:(1)橡皮泥击中金属棒的过程中,两者组成的系统动量守恒,设碰撞结束瞬间的共同速度为v,由动量守恒定律有mv0=(M+m)v
解得v=mv0/(M+m)=
对cd段,其产生的感应电动热Ecd=BLv=0.6 V
同理可得Eac=Edb=Ecd=0.6 V
回路电流I=Ecd/(R0+R/3)=
Ucd=IR0=0.54 V
所以Uab=2Ecd+Ucd=1.74 V。
(2)碰撞结束后,橡皮泥和金属棒将在安培力F作用下做加速度减小的减速运动,直到速度减为零。其中碰撞结束瞬间,它们的加速度最大。
在滑动中的任意时刻,有:F=ILB=B
由上式可知,当加速度等于其最大值的1/2时,速度v′=v/2=
此时:E′cd=BLv′=0.3 V
I′=E′cd/(R0+R/3)=
解得R0的电功率为P=I′2R0=0.81 W。
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