问题
填空题
如图,水平放置的光滑平行的金属导轨的间距为L,导轨电阻不计,匀强磁场的磁感应强度B竖直向上,金属杆ab、cd的质量分别为m1、m2,其电阻分别为R1、R2,今使ab杆以初动能Ek沿导轨向左滑出,cd由静止同时释放,导轨足够长,磁场范围足够大,则cd杆产生的电热最大值是______.
答案
当两棒以相同速度做匀速直线运动时,cd棒产生的电热最大,设ab棒的初速度大小为V,最终匀速运动时共同速度为v.
因为两棒组成的系统合外力为零,动量守恒,则有
m1V=(m1+m2)v
设回路产生的总电热为Q,cd杆产生的电热为Q1,则根据能量守恒定律得:
m1V2=1 2
(m1+m2)v2+Q1 2
又Q1=
Q,Ek=R2 R1+R2
m1V21 2
联立以上各式得:Q1=m2R2Ek (m1+m2)(R1+R2)
故答案为:m2R2Ek (m1+m2)(R1+R2)