Question

如圖所示，足夠長的金屬導(dǎo)軌MN和PQ與R相連，平行地放在水平桌面上，質(zhì)量為m的金屬桿可以無摩擦地沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)．導(dǎo)軌與ab桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌寬度為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過整個(gè)導(dǎo)軌平面．現(xiàn)給金屬桿ab一個(gè)瞬時(shí)沖量I₀，使ab桿向右滑行．

（1）求回路的最大電流．

（2）當(dāng)滑行過程中電阻上產(chǎn)生的熱量為Q時(shí)，桿ab的加速度多大？

（3）桿ab從開始運(yùn)動(dòng)到停下共滑行了多少距離？

Answer 1

(1)  (2)  (3)

解析:

（1）由動(dòng)量定理I₀ = mv₀ – 0 得v₀ =      （2分）

金屬桿在導(dǎo)軌上做減速運(yùn)動(dòng)，剛開始時(shí)速度最大，

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大，有：     （1分）

所以回路的最大電流   （1分）

     

  (2) 設(shè)此時(shí)桿的速度為v，由能的轉(zhuǎn)化和守恒有：

         

             （2分）

解得：v =              （1分）

由牛頓第二定律得：BIL = ma                    （1分）

由閉合電路歐姆定律得：               （1分）

解得：                  （1分）

        

（3）對(duì)全過程應(yīng)用動(dòng)量定理有：