物理!!!!
在如图所示的水平导轨上(摩擦、电阻忽略不计),有竖直向下的匀强磁场,磁感强度B,导轨左端的间距为L1=4L0,右端间距为L2=L0。今在导轨上放置AC,DE两根导体棒,质...
在如图所示的水平导轨上(摩擦、电阻忽略不计),有竖直向下的匀强磁场,磁感强度B,导轨左端的间距为L1=4L0,右端间距为L2=L0。今在导轨上放置AC,DE两根导体棒,质量分别为m1=2m0,m2=m0,电阻R1=4R0,R2=R0。若AC棒以初速度V0向右运动,求AC棒运动的过程中产生的总焦耳热QAC,以及通过它们的总电量q!!!
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一、运动过程中,AC产生的电动势越来越小,DE产生的电动势越来越大,二者反向,相抵消。当二者相等时,电路中没有电流,这时两棒均不受磁场力,匀速运动。BL1v1=BL2v2可得末速度v1=1/4 *v2
二、任意时刻两棒受力F1=BIL1,F2=BIL2,可见两棒受力F1=4F2,又m1=2m2,故左棒加速度始终是右棒的2倍。则速度变化大小v0-v1=2v2
三、结合一、二可得v1=v0/9,v2=4v0/9
四、两棒产生的热量等于机械能损失Q=1/2*2m0 v0^2-(1/2 *2m0v1^2 + 1/2 *m0v2^2)=8m0v0^2/9
五、两棒产生的热量Q1=I^2R1t,Q2=I^2 R2t ,可见Q1=4Q2,所以AC产生热量Q1=4/5 Q=32m0v0^2/45
六、任意时刻两棒受力F1=BIL1,F2=BIL2,由动量定量∑(-F1t+F2t)=2m0v1+m0v2-2m0v0=-4/3 m0v0
而∑(-BIL1t+BIL2t)=(-BL1+BL2)∑It=(-BL1+BL2)q =(-4BL0+BL0)q,
所以(-4BL0+BL0)q=-4/3 *m0v0,
解得q=4m0v0/9BL0
二、任意时刻两棒受力F1=BIL1,F2=BIL2,可见两棒受力F1=4F2,又m1=2m2,故左棒加速度始终是右棒的2倍。则速度变化大小v0-v1=2v2
三、结合一、二可得v1=v0/9,v2=4v0/9
四、两棒产生的热量等于机械能损失Q=1/2*2m0 v0^2-(1/2 *2m0v1^2 + 1/2 *m0v2^2)=8m0v0^2/9
五、两棒产生的热量Q1=I^2R1t,Q2=I^2 R2t ,可见Q1=4Q2,所以AC产生热量Q1=4/5 Q=32m0v0^2/45
六、任意时刻两棒受力F1=BIL1,F2=BIL2,由动量定量∑(-F1t+F2t)=2m0v1+m0v2-2m0v0=-4/3 m0v0
而∑(-BIL1t+BIL2t)=(-BL1+BL2)∑It=(-BL1+BL2)q =(-4BL0+BL0)q,
所以(-4BL0+BL0)q=-4/3 *m0v0,
解得q=4m0v0/9BL0
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由于无其它外力作用,最终的状态是两棒一齐作匀速直线运动。设最终速度为v
根据动量守恒定律,有m1·V0+0=(m1+m2)v
则v=m1·V0/(m1+m2)=2m0·V0/(2m0+m0)=(2/3)V0
初始动能为(1/2)m1·V0^2+0=m0·V0^2,最终动能为(1/2)(m1+m2)v^2=(2/3)m0·V0^2
根据能量守恒定律有
过程中产生的总焦耳热QAC=初始动能-最终动能=(1/3)m0·V0^2.
两棒最终的有效电势差为ε=B(L1-L2)v=B(4L0-L0)·(2/3)V0=2B·L0·V0
则QAC=ε·q
∴q=QAC/ε=[(1/3)m0·V0^2]/(2B·L0·V0)
=m0·V0/(6B·L0)
根据动量守恒定律,有m1·V0+0=(m1+m2)v
则v=m1·V0/(m1+m2)=2m0·V0/(2m0+m0)=(2/3)V0
初始动能为(1/2)m1·V0^2+0=m0·V0^2,最终动能为(1/2)(m1+m2)v^2=(2/3)m0·V0^2
根据能量守恒定律有
过程中产生的总焦耳热QAC=初始动能-最终动能=(1/3)m0·V0^2.
两棒最终的有效电势差为ε=B(L1-L2)v=B(4L0-L0)·(2/3)V0=2B·L0·V0
则QAC=ε·q
∴q=QAC/ε=[(1/3)m0·V0^2]/(2B·L0·V0)
=m0·V0/(6B·L0)
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你要先找到他们最后的临界条件:导体中不再产生电流,即DE速度是AC的四倍。
然后通过动量定理,发现AC动量减少量总是DE的四倍
设AC的末速度为V1
得到M1V0-M1V1=4*4M2V1
解得V1=V0/9
然后用动能定理算就行了
就不多说了,别忘了乘以4/5
电量痛过动量定理算
也不多说了
其他很简单,主要第一步难
答案是 8M0V0^2/9 4M0V0/9BL0
然后通过动量定理,发现AC动量减少量总是DE的四倍
设AC的末速度为V1
得到M1V0-M1V1=4*4M2V1
解得V1=V0/9
然后用动能定理算就行了
就不多说了,别忘了乘以4/5
电量痛过动量定理算
也不多说了
其他很简单,主要第一步难
答案是 8M0V0^2/9 4M0V0/9BL0
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找高中生吧,高中毕业多少年了,早忘了。。。
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可惜,太忙了
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