问题
问答题
如图所示,质量为m的金属棒CD放在水平放置、宽为L的光滑金属框架上,框架中接有一个阻值为R的电阻,金属棒的电阻为r,其余电阻不计,今对金属棒施一水平恒力F,使金属棒由静止开始运动,求:
(1)金属棒哪端电势高?
(2)金属棒的最大速度vm?
(3)金属棒达到最大速度vm时立即撤去外力F,这以后电路中释放的热量为多少?
答案
(1)由右手定则得知,CD棒产生的感应电动势方向由C→D,D端相当于电源的正极,电势较高.
(2)金属棒以最大速度运动时产生的感应电动势 E=BLvm
回路中的感应电流 I=E R+r
达到最大速度时金属棒所受外力与安培力大小相等,即
F=F安=BIL
由以上各式解得金属棒的最大速度 vm=F(R+r) B2L2
(3)金属棒停止运动时其动能完全转化为内能,即
Q=
m1 2
=v 2m mF2(R+r)2 2B4L4
答:
(1)金属棒D端电势高.
(2)金属棒的最大速度vm为
.F(R+r) B2L2
(3)金属棒达到最大速度vm时立即撤去外力F,这以后电路中释放的热量为
.mF2(R+r)2 2B4L4