题目内容

(09年潮南区期末)(16分)如图所示,间距为L的两根长直平行导轨M、N所在平面与水平面夹角为θ,磁感应强度为B的匀强磁场垂直轨道平面。横跨的导体棒cd因为摩擦而处于静止状态,其质量为M。另一根导体棒ab质量为m,由静止开始沿轨道无摩擦由上方滑下,当沿轨道下滑距离为S时,达到最大速度。在ab下滑过程中,cd棒始终保持静止。两棒电阻均为R,导轨电阻不计。求:

       (1)当ab棒达到最大速度后,cd棒受到的摩擦力;

       (2)从ab棒开始下滑到达到最大速度的过程中,ab与cd棒上产生的总热量。

   

解析:(1)设ab最大速度为,对ab棒,由平衡条件,有

 

     ①----------------------------------------------------(3分)

 

       而最大感应电流          ②-------------------------------(2分)

 

 所以最大速度      ③------------------------------(2分)

 

     cd棒静止,由平衡条件,得cd棒受到的摩擦力

 

 ④----------------(3分)

 

     (2)从ab棒开始下滑到达到最大速度的过程中,由能量守恒定律,得ab与cd棒上产生的总热量

 

 ⑤---------------------------------------------(3分)  

 

③代入⑤,得

 

 ⑥--------------------------------(3分)

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