(1)导体棒处于平衡状态,由受力平衡得
mgsinα=μmgcosα ①
解得动摩擦因数:μ=tanα ②
故导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=tanα.
(2)导体棒在安培力作用下减速运动,最后静止在导轨上,且摩擦力所做的功和重力所做的功相等,故由能量守恒定律得整个电路中的焦耳热
Q=
m1 2
③
v
由电路知识得电阻r和R串联电流时刻相等,故电阻R上的热量
QR=
Q=R R+r
④mR
v
2(R+r)
故在整个运动过程中电阻R上产生的焦耳热为:QR=
.mR
v
2(R+r)
(3)设导体棒在减速中的某一时刻速度为υ,取一极短时间△t,发生了一段极小的位移△x,在△t时间内,磁通量的变化量为△Φ,则有:
△Φ=BL△x ⑤
电路中的电流:I=
=E r+R
⑥△Φ (R+r)△t
导体棒受到的安培力:F=BIL ⑦
△t很小,则安培力为恒力,选沿斜面方向为正方向,由动量定理
-F△t=m△v ⑧
联立⑤⑥⑦⑧解得:?
=m△v ⑨
B2L2△x (R+r)
对⑨式两边求和有:∑( ?
) =∑(m△v) ⑩
B2L2△x (R+r)
解得导体棒下滑的总距离:x=∑△x=
∑△v=m(R+r)
B2L2
mv0(R+r)
B2L2
故导体棒在导轨上移动的最大距离为:x=
.mv0(R+r)
B2L2