题目内容

如图所示,在磁感应强度大小为B、方向垂直向上的匀强磁场中,有一上、下两层均与水平面平行的“U”型光滑金属导轨,在导轨面上各放一根完全相同的质量为的匀质金属杆A1和A2,开始时两根金属杆位于同一竖起面内且杆与轨道垂直.设两导轨面相距为H,导轨宽为L,导轨足够长且电阻不计,金属杆单位长度的电阻为r.现有一质量为的不带电小球以水平向右的速度撞击杆A1的中点,撞击后小球反弹落到下层面上的C点.C点与杆A2初始位置相距为S.

(1)

回路内感应电流的最大值

(2)

整个运动过程中感应电流最多产生了多少热量

(3)

当杆A2与杆A1的速度比为1:3时,A2受到的安培力大小.

答案:
解析:

(1)

小球撞击杆瞬间动量守恒,之后作平抛运动.设小球碰撞后速度大小为,杆获得速度大小为,则

杆在磁场中运动,其最大电动势为了E1=BL

最大电流Imax=

(2)

(3)


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