一道典型的磁场双棒问题 15
足够长、电阻不计、光滑的平行金属导轨足够长、电阻不计、光滑的平行金属导轨固定在水平面上,间距为L,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B,两根质量均为M的导体杆A,B垂直...
足够长、电阻不计、光滑的平行金属导轨
足够长、电阻不计、光滑的平行金属导轨固定在水平面上,间距为L,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B,两根质量均为M的导体杆A,B垂直跨接在导轨上,且与导轨接触良好,开始时均保持静止,导体杆连入闭合电路的电阻均为R。现给A一个平行於导轨水平向右的初速度V,要使A,B不想碰,则最初A,B间的距离至少是( )
答案是RMV/B2L2
我对双棒问题一直掌握得不好
希望能有高手帮帮我
给我讲讲常见的题型和解题方法
O(∩_∩)O谢谢!
我没学过微积分
希望能利用动量守恒和动量定理就解决 展开
足够长、电阻不计、光滑的平行金属导轨固定在水平面上,间距为L,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B,两根质量均为M的导体杆A,B垂直跨接在导轨上,且与导轨接触良好,开始时均保持静止,导体杆连入闭合电路的电阻均为R。现给A一个平行於导轨水平向右的初速度V,要使A,B不想碰,则最初A,B间的距离至少是( )
答案是RMV/B2L2
我对双棒问题一直掌握得不好
希望能有高手帮帮我
给我讲讲常见的题型和解题方法
O(∩_∩)O谢谢!
我没学过微积分
希望能利用动量守恒和动量定理就解决 展开
展开全部
我只能先说说水平双棒的问题。
首先确定双棒问题中动量和能量的变化。
作为一个整体,如果没有摩擦,两根导体棒总动量是守恒的,然后判断这个系统是不是一个耗散系统,也就是在这里有没有能量化作热量消散掉。无摩擦的耗散系统最终会达到一个运动着的平衡,有摩擦的最后必然都停止,非耗散系统(无摩擦,无电阻,无外加驱动等)会持续一个简谐振动的过程,类似一个弹簧拴住两个物体的模型。
有了这些分析,就可以确定物理系统会进行怎样的过程,后面就是具体分析求解了。利用能量守恒和动量守恒,能够求出很多物理量,包括末速度,能量耗散量,以及电路中通过的电量等等。
至于方法一般还是忽略每一时刻的细节进行量的计算,而具体把握每一个时刻可能需要使用微分和积分的高级方法,属于比较困难的问题。这时候需要转换思路或者直接运用高级数学工具。
本题系统为耗散无摩擦系统,最后两导体棒会以相同速度匀速运动。
要解决这个问题需要一点“高级”想法。这个想法是,速度是 加速度a-时间t图 上曲边梯形的面积,位移是 速度v-时间t图 上曲边梯形的面积。面积因在横轴上下有正负之分。这个其实就是算积分。
如果每一点上两个图像的高度成都比例,相应的面积也一定成比例(这个其实是祖暅定理,直观上是说两摞叠在一起数量相同厚度相同的薄纸片,如果两摞里面相应的每两张,A堆里的那张面积都是B堆里那张的n倍,那么A摞纸的体积也是B摞的n倍,具体百度之)
这里,电量是电流i对时间t图像所围成的曲边梯形的面积。加上前面说的两个,以及下面的公式
BLv/2R=i
2BLi=ma
BLv/2R=i=ma/BL
BLD/2R=Q=m(V-0)/2BL
v是棒1与棒2的相对速度,其初速度为V,末速度为0。
D是相对位移,相对位移是相对速度的积分(面积),第一式是电磁感应公式,第二式是安培力的公式,由于a是相对加速度,而且安培力作用于两根棒上方向相反,所以应该是两倍。第三个等式以电流为关系求出相对加速度和速度的关系,最后一个等式是相对速度变化量和相对位移的关系,用了祖暅定理。
整理得D=RMV/(B^2L^2)。
首先确定双棒问题中动量和能量的变化。
作为一个整体,如果没有摩擦,两根导体棒总动量是守恒的,然后判断这个系统是不是一个耗散系统,也就是在这里有没有能量化作热量消散掉。无摩擦的耗散系统最终会达到一个运动着的平衡,有摩擦的最后必然都停止,非耗散系统(无摩擦,无电阻,无外加驱动等)会持续一个简谐振动的过程,类似一个弹簧拴住两个物体的模型。
有了这些分析,就可以确定物理系统会进行怎样的过程,后面就是具体分析求解了。利用能量守恒和动量守恒,能够求出很多物理量,包括末速度,能量耗散量,以及电路中通过的电量等等。
至于方法一般还是忽略每一时刻的细节进行量的计算,而具体把握每一个时刻可能需要使用微分和积分的高级方法,属于比较困难的问题。这时候需要转换思路或者直接运用高级数学工具。
本题系统为耗散无摩擦系统,最后两导体棒会以相同速度匀速运动。
要解决这个问题需要一点“高级”想法。这个想法是,速度是 加速度a-时间t图 上曲边梯形的面积,位移是 速度v-时间t图 上曲边梯形的面积。面积因在横轴上下有正负之分。这个其实就是算积分。
如果每一点上两个图像的高度成都比例,相应的面积也一定成比例(这个其实是祖暅定理,直观上是说两摞叠在一起数量相同厚度相同的薄纸片,如果两摞里面相应的每两张,A堆里的那张面积都是B堆里那张的n倍,那么A摞纸的体积也是B摞的n倍,具体百度之)
这里,电量是电流i对时间t图像所围成的曲边梯形的面积。加上前面说的两个,以及下面的公式
BLv/2R=i
2BLi=ma
BLv/2R=i=ma/BL
BLD/2R=Q=m(V-0)/2BL
v是棒1与棒2的相对速度,其初速度为V,末速度为0。
D是相对位移,相对位移是相对速度的积分(面积),第一式是电磁感应公式,第二式是安培力的公式,由于a是相对加速度,而且安培力作用于两根棒上方向相反,所以应该是两倍。第三个等式以电流为关系求出相对加速度和速度的关系,最后一个等式是相对速度变化量和相对位移的关系,用了祖暅定理。
整理得D=RMV/(B^2L^2)。
推荐律师服务:
若未解决您的问题,请您详细描述您的问题,通过百度律临进行免费专业咨询