简单的高中电磁感应微积分不一样的解法 基础问题 重赏 100
如图,两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角,导轨间距为d,两导体棒a和b与导轨垂直放置,两根导体棒的质量都为m、电阻都为R,回路中其余电阻不计.整个装置处于垂直...
如图,两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角,导轨间距为d,两导体棒a和b与导轨垂直放置,两根导体棒的质量都为m、电阻都为R,回路中其余电阻不计.整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B.在t=0时刻使a沿导轨向上作速度为v的匀速运动,同时将b由静止释放,b经过一段时间后也作匀速运动.已知d=1m,m=0.5kg,R=0.5Ω,B=0.5T,θ=30°,g取10m/s2,不计两导棒间的相互作用力.(1)为使导体棒b能沿导轨向下运动,a的速度v不能超过多大?(2)若a在平行于导轨向上的力F作用下,以v1=2m/s的速度沿导轨向上运动,试导出F与b的速率v2的函数关系式并求出v2的最大值;(3)在(2)中,当t=2s时,b的速度达到5.06m/s,2s内回路中产生的焦耳热为13.2J,求该2s内力F做的功(结果保留三位有效数字).本题(3)官方解法有两种:动量定理微分后直接积分或电荷量换元,再配合能量守恒(两个方程,要用到Q=13.2J)易得结果W=14.9009J.我的问题是,下面这种解法有什么问题:∑θ对b运用动量定理,取b开始运动后的一小段时间Δt,Fa为安培力mΔv=(mgsinθ)Δt-FaΔt由于a匀速运动,不妨对Δt换元:mΔv=(mgsinθ)Δt-FaΔx/v1两边积分:v3=5.06m/s,Wa为安培力对a做的功m∑Δv=(mgsinθ)∑Δt-∑FaΔx/v1mv3=(mgsinθ)t-Wa/v1,代入数据解得Wa=-4.94J对a运用动能定理:Wa-(mgsinθ)v1t+W=0-0易得W=14.94J 与标准答案结果严格不相等,而且上述解法没有使用Q=13.2J这个条件。希望使用高三非竞赛党可以理解的方式回答,深刻透彻有亮点可以追加财富值
提交以后空格不见了哈...希望阅读全文后再回答,我问的是解法为什么不对,不是这道题本身,很重要,多谢了 展开
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