问题 计算题

两根足够长的平行光滑导轨,相距1m水平放置。匀强磁场竖直向上穿过整个导轨所在的空间B =" 0.4" T。金属棒ab、cd质量分别为0.1kg和0.2kg,电阻分别为0.4Ω和0.2Ω,并排垂直横跨在导轨上。若两棒以相同的初速度3m/s向相反方向分开,不计导轨电阻,求:

①棒运动达到稳定后的ab棒的速度大小;

②金属棒运动达到稳定的过程中,回路上释放出的焦耳热;

③金属棒运动达到稳定后,两棒间距离增加多少?

答案

(1)ab、cd棒组成的系统动量守恒,最终具有共同速度V,以水平向右为正方向,

则mcdV0 – mabV0 =(mcd + mab)V     

\V =" 1" m/s

(2)根据能量转化与守恒定律,产生的焦耳热为:

Q = DEK=(mcd+mab)(V02 – V2)/ 2  =" 1.2" J

(3)对cd棒利用动量定理:– BIL·Dt = mcd(V – V0

\BLq = mcd(V0 – V)

又 q = Df /(R1 + R2)= BLDs /(R1 + R2

\Ds = mcd(V0 – V)(R1+R2)/ B2L=" 1." 5 m

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