Question

【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為，導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒和，構(gòu)成矩形回路，兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為，電阻皆為，回路中其余部分的電阻可不計(jì)。在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為。設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦地滑行，開(kāi)始時(shí)，棒靜止，棒有指向棒的初速度，若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸，求：

（1）在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少？

（2）當(dāng)棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?/span>時(shí)，棒的加速度是多少？

Answer 1

【答案】（1）；

（2）

【解析】

試題分析：（1）從開(kāi)始到兩棒達(dá)到相同速度的過(guò)程中，兩棒的總動(dòng)量守恒，有

根據(jù)能量守恒定律，整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱

（2）設(shè)棒的速度變?yōu)?/span>時(shí)，棒的速度為，則由動(dòng)量守恒可知

解得

此時(shí)回路中的電動(dòng)勢(shì)為

此時(shí)回路中的電流為

此時(shí)棒所受的安培力為

由牛頓第二定律可得，棒的加速度