题目

如图所示，ab、cd、ef是三根相同的导体棒，质量均为m，垂直放在光滑的平行金属导轨上，导轨水平且间距为L，导体棒连入导轨间的电阻均为R。导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始棒均静止，ab、cd锁定，用平行于导轨向右的拉力拉ef，使其以加速度a向右匀加速运动，经时间t0后撤去拉力，同时解锁ab、cd棒，已知导轨足够长，求： （1） 施加拉力后t时刻拉力的大小（t＜t0）； （2） 撤力后回路中产生的焦耳热。 答案： 解：施加拉力后t时刻ef的速度大小为v=at     ①此时ef产生的感应电动势大小为E=BLv     ②回路总电阻为R总=R+R⋅RR+R=32R     ③通过ef的电流为I=ER总     ④对ef根据牛顿第二定律有F−BIL=ma     ⑤联立①②③④⑤解得F=2B2L2at3R+ma     ⑥ 解：撤去拉力时ef的速度大小为v0=at0     ⑦最终通过三根导体棒的电流均为零，则三根导体棒产生的感应电动势大小均相等，所以速度大小相等，设为v1，三根导体棒组成的系统所受合力为零，根据动量守恒定律有mv0=3mv1     ⑧根据能量守恒定律可知撤力后回路中产生的焦耳热为Q=12mv02−12⋅3mv12     ⑨联立⑦⑧⑨解得Q=13ma2t02     ⑩

查看本题答案和解析