(2014?南充模拟)如图所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距

2025-05-04 18:18:12
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回答1:

(1)根据题意可知,棒切割磁感线,从而产生感应电流,出现安培力,因此受到重力、支持力与安培力作用,故受力分析如图示:
           
 (2)当ab加速下滑时,感应电动势为:E=Blv;
 ab杆中的电流为:I=

E
R
Blv
R

 而安培力:F=BIl;
 根据牛顿第二定律,则有:
 加速度为:a=
mgsinθ?F
m
=
mgsinθ?
B2l2v
R
m

 (3)当a=0时,即mgsinθ=F时ab杆的速度可以达到最大值.
  则有:mgsinθ=Bl
Blvm
R

 所以,vm=
mgR
B2l2
sinθ;
(4)选取从开始到速度达到最大,根据能量守恒定律,
则有:mgh=Q+
1
2
mv2

解得:Q=mgh-
1
2
mv2
=mgh?
m3g2R2
2B4l4
sin2θ

 答:(1)由b向a方向看到的装置如图所示,则此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图如上所示;
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流
Blv
R
;及其加速度的大小
mgsinθ?
B2l2v
R
m

(3)在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值
mgR
B2l2
sinθ.
(4)若达到最大速度时,导体棒下落高度为h,在下落过程中产生的焦耳热mgh?
m3g2R2
2B4l4
sin2θ