问题
计算题
如图所示,表面光滑的平行金属导轨P､Q水平放置,左端与一电动势为E,内阻为r的电源连接.导轨间距为d,电阻不计.导轨上放有两根质量均为m的细棒,棒Ⅰ电阻为R,棒Ⅱ为绝缘体,两棒之间用一轻杆相连.导轨所在的空间有垂直导轨平面竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B.求:
(1)闭合开关S瞬间棒Ⅱ的加速度;
(2)从闭合开关S到两棒速度达到v的过程中,通过棒Ⅰ的电荷量和电源消耗的总能量分别为多少?(导轨足够长)
答案
(1)
方向水平向右 (2)
(1)闭合S的瞬间,电路中的电流为
棒Ⅰ受安培力
对棒Ⅰ､棒Ⅱ整体,根据牛顿第二定律得
方向水平向右.
(2)对棒Ⅰ棒Ⅱ整体,由动量定理
BI′dt=2mv,q=I′·t
∴
电源消耗的电能为