3.(复合场中受力+运动+恒定电流) 两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时,cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动,设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好,重力加速度为g,求:

(1)ab杆匀速运动的速度v1;

(2)ab杆所受拉力F;

(3)ab杆以v1匀速运动时,cd杆以v2(v2已知)匀速运动,则在cd杆向下运动h过程中,整个回路中产生的焦耳热.

解:(1)ab杆向右运动时,ab杆中产生的感应电动势方向为a→b,

大小为                       (1分)

cd杆中的感应电流方向为d→c,cd杆受到的安培力方向水平向右   

安培力大小为     ①      (2分)

cd杆向下匀速运动,有          ②      (2分)

解①、②两式,ab杆匀速运动的速度为=  ③      (1分)

(2)ab杆所受拉力F+μmg④  (3分)

(3)设cd杆以速度向下运动过程中,ab杆匀速运动了距离,

, ∴                    (2分)

整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功

==           (2分)

 0  263637  263645  263651  263655  263661  263663  263667  263673  263675  263681  263687  263691  263693  263697  263703  263705  263711  263715  263717  263721  263723  263727  263729  263731  263732  263733  263735  263736  263737  263739  263741  263745  263747  263751  263753  263757  263763  263765  263771  263775  263777  263781  263787  263793  263795  263801  263805  263807  263813  263817  263823  263831  447090 

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