(1)设金属棒刚进入磁场时的速度为v1,对棒,由机械能守恒有:
mgx0sinθ=
m1 2
v
进入磁场时的棒产生的感应电动势为:E1=BLv1,
感应电流为:I1=
E1 2R
由以上几式解得流过电阻R的电流:I1=
BL
2gx0sinθ
2R
(2)设棒的速度为v2时开始匀速运动,此时棒中电流为I2,对棒受力分析,有:
mgsinθ=BI2L
又 I2=
BLv2
2R
解得棒匀速运动时的速度为:v2=
2mgRsinθ
B2L2
(3)对金属棒运动的全过程分析,由能量守恒有:
mg(x0+d)sinθ=
m1 2
+Q
v
金属棒的电阻也为R,则在这个过程中电阻R上产生的热量与金属棒产生的热量相同
即电阻R产生的热量为:Q′=
Q1 2
解以上几式得:Q′=
mg(x0+d)sinθ-1 2
m3g2R2sin2θ
B4L4
答:(1)金属棒刚进入磁场时,流过电阻R的电流大小为
;BL
2gx0sinθ
2R
(2)金属棒匀速运动时的速度大小为
;2mgRsinθ
B2L2
(3)金属棒从静止到刚开始匀速下滑的过程中,金属棒上产生的热量为
mg(x0+d)sinθ-1 2
.
m3g2R2sin2θ
B4L4