如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有阻值为R的电阻,虚线PQ以

2025-05-02 03:27:25
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回答1:

(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=

1
2
m
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=
1
2
m
v
+Q
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′=
1
2
Q
解以上几式得:Q′=
1
2
mg(x0+d)sinθ-
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
1
2
mg(x0+d)sinθ-
m3g2R2sin2θ
B4L4