Question

兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊直于水平面。質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，

桿與水平和豎直導(dǎo)軌之間有相同的動(dòng)摩擦因數(shù)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿也正好以某一速度向下做勻速運(yùn)動(dòng)。

設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌接觸良好，    

重力加速度為g。

求：ab桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度v₁；

   ab桿所受拉力F；

   若測得cd桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v₂，則在cd桿向下運(yùn)動(dòng)路程為h過程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為多少?

Answer 1

【小題1】

【小題2】

【小題3】

解析:

【小題1】ab桿向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab桿中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢方向?yàn)閍→b，大小為E=BLv₁，…   耐桿中的感應(yīng)電流方向?yàn)閐→c.cd桿受到的安培力方向水平向右

    安培力大小為①   

解①、③兩式，ab桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度為③

【小題2】ab桿所受拉力F=④

【小題3】設(shè)cd桿以v₂速度向下運(yùn)動(dòng)h過程中，ab桿勻速運(yùn)動(dòng)了s距離

    整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力所做的功