如图所示,固定位置在同一水平面内的两根光滑平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个
如图所示,固定位置在同一水平面内的两根光滑平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一导体杆ab垂直于导轨...
如图所示,固定位置在同一水平面内的两根光滑平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直).设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计.则此过程(1)杆速度达到最大时,电路中的电流I是多少;(2)杆的最大速度Vm为多少;(3)电路中产生的焦耳Q为多少?
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(1)杆受到的安培力为:F
B=BIL,
杆匀速运动时速度最大,由平衡条件得:F=F
B,
即:F=BIL,
电流:I=
;
(2)杆受到的安培力:F
B=BIL=
,
杆匀速运动时速度最大,由平衡条件得:F=F
B,
即:F=
,
解得:v
m=
;
(3)由能量守恒定律得:FL=Q+
mv
m2,
解得,电路产生的焦耳热:Q=FL-
;
答:(1)杆速度达到最大时,电路中的电流I是
;
(2)杆的最大速度V
m为
;
(3)电路中产生的焦耳为FL-
.
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