如图所示,平行光滑的金属导轨竖直放置,宽为L,上端接有阻值为R的定值电阻.质量为m的金属杆与导轨垂直放置且接触良好,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B.导轨和杆的电-物理

题目简介

如图所示,平行光滑的金属导轨竖直放置,宽为L,上端接有阻值为R的定值电阻.质量为m的金属杆与导轨垂直放置且接触良好,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B.导轨和杆的电-物理

题目详情

如图所示,平行光滑的金属导轨竖直放置,宽为L,上端接有阻值为R的定值电阻.质量为m的金属杆与导轨垂直放置且接触良好,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B.导轨和杆的电阻不计.金属杆由静止开始下落,下落h时速度达到最大,重力加速度为g,求
(1)金属杆的最大速度Vm
(2)金属杆由静止开始下落至速度最大过程中,电阻R上产生的热量Q.360优课网
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案

解;(1)金属杆速度最大时安培力与重力平衡,
有  mg=BIL                 ①
金属中的电动势E=BLvm         ②
由欧姆定律得I=class="stub"E
R
            ③
联立解得vm=class="stub"mgR
B2L2
                  ④
(2)由功能关系得mgh=Q+class="stub"1
2
mv2
    ⑤
则Q=mgh-class="stub"1
2
m
(class="stub"mgR
B2L2
)2
=mgh-
m3g2R2
2B4L4

答:
(1)金属杆的最大速度Vm是class="stub"mgR
B2L2

(2)金属杆由静止开始下落至速度最大过程中,电阻R上产生的热量Q为mgh-
m3g2R2
2B4L4

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