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拥一袭孤单 幼苗
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△∅ |
R |
(1)根据楞次定律,a杆受向左的安培力向右作减速运动,b杆受向右的安培力向右作加速运动,两杆受力等大反向,因此两杆系统动量守恒.
选取向右方向为正方向,当a杆的速度为v1=[1/2]v0时,b杆的速度设为v2,有:
mv1+2mv2=mv0
可得:v2=[1/4]v0
根据感应电动势规律可得此时两杆电动势为:
E1=Blv1=[1/2]Blv0
E2=Blv2=[1/4]Blv0
根据闭合回路欧姆定律,回路电路为:
I=
E1−E2
r+2r
根据安培力性质,两杆所受安培力大小为:
F=BIl=
B2l2v0
12r
根据牛顿第二定律,两杆加速度大小分别为:
a1=[F/m=
B2l2v0
12mr],a2=[F/2m=
B2l2v0
24mr]
(2)由于两杆的动能通过电磁感应转化为电能且由焦耳热方式放出,根据能量守恒,电路放出内能
Q=[1/2m
v20−(
1
2m
v21+
1
2•2m
v22)=
5
16m
v20]
因为两杆电流在任意时刻都相等,所以两杆发热量与电阻成正比,两杆分别产生热量
Q1=[1/3Q=
5
48m
v20]
Q2=[2/3Q=
5
24m
v20]
(3)由安培力性质,杆受到的安培力F=BIl
在一段很短的时间△t内,由于电流可看做稳定,安培力产生冲量为:
△I=-F△t=-Bl△q
其中△q为时间△t内通过电路的电量,因为B、l都不变,所以即使在较长时间内此式结果仍成立.又根据动量定理,a杆受到的安培力冲量大小为:
△I=m•
点评:
本题考点: 动量守恒定律;动量定理;焦耳定律;导体切割磁感线时的感应电动势.
考点点评: 本题考查了动量守恒定律、动量定理、法拉第电磁感应定律与牛顿第二定律等的综合运用,综合性较强,对学生的能力要求较高,需加强这方面的训练.
1年前
你能帮帮他们吗