...平行金属导轨MN、PQ倾斜放置,两导轨间距离为L,导轨平面与水平面间...
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发布时间:2天前
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时间:2天前
(1)若在M、P间接电阻R时,金属棒先做变加速运动,当加速度为零时做匀速运动,达到稳定状态.
则感应电动势 E=BLv
感应电流 I=ER
棒所受的安培力 F=BIL
联立可得 F=B2L2vR
由平衡条件可得 F=mgsinθ
解得 B=mgRsinθL2v
(2)若在导轨 M、P两端将电阻R改接成电容为C的电容器,将金属棒ab由静止释放,产生感应电动势,电容器充电,电路中有充电电流,ab棒受到安培力.
设棒下滑的速度大小为v′,经历的时间为t.
则电容器板间电压为 U=E′=BLv
此时电容器的带电量为 Q=CU
设时间间隔△t时间内流经棒的电荷量为△Q
则电路中电流 i=△Q△t=C△U△t=CBL△v△t
又 a=△v△t
解得 a=CBLa
根据牛顿第二定律得 mgsinθ-BiL=ma
解得 a=mgsinθm+B2L2C=gvsinθv+CgRsinθ
所以金属棒做初速度为0的匀加速直线运动,ts末的速度 v′=at=gvsinθv+CgRsinθt
答:
(1)匀强磁场的磁感应强度的大小为mgRsinθL2v.
(2)金属棒ab下滑ts末的速度为gvsinθv+CgRsinθt.