三体文明 幼苗
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(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=
1
2m
v20 ③
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=
R
R+rQ=
mR
v20
2(R+r) ④
故在整个运动过程中电阻R上产生的焦耳热为:QR=
mR
v20
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=
△Φ
(R+r)△t ⑥
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:−
B2L2△x
(R+r)=m△v ⑨
对⑨式两边求和有:∑( −
B2L2△x
(R+r)) =∑(m△v) ⑩
解得导体棒下滑的总距离:x=∑△x=
m(R+r)
B2L2∑△v=
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.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;共点力平衡的条件及其应用;动量定理;能量守恒定律.
考点点评: 注意克服安培力做功为整个回路中产生的热量;本题的难点在于第(3)问,方法巧妙,在平时练习中一定注意数学知识在物理中的应用.
1年前
你能帮帮他们吗