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。
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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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