问题
计算题
【2012•江苏苏北四市一模】两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,导轨和金属杆接触良好,它们的电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。
⑴求ab杆下滑的最大速度vm;
⑵ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中,电阻R产生的焦耳热为Q,求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q。
答案
(1) (2)
(3)
⑴ 根据法拉第电磁感应定律 欧姆定律 安培力公式和牛顿第二定律 有
即
当加速度为零时,速度
达最大,速度最大值
⑵根据能量守恒定律 有
得
⑶ 根据电磁感应定律 有
根据闭合电路欧姆定律 有
感应电量
得