達到穩(wěn)定狀態(tài)時,對ab棒:安培力FB=mgsinθ,方向沿斜面向上.
(2)由FB=BIL得:I=
mgsinθ |
BL |
由左手定則得:電流I的方向 a→b
(3)由于兩棒電流方向總等大反向,受的安培力等大反向,系統(tǒng)合力外力為零,由動量守恒有:
mv1=2mv2
v1由右手定則判斷可得:回路總電動勢為:E=BLv1+BLv2
由閉合電路歐姆定律有:回路總電動勢為:E=2IR
解得:v1=
4mgRsinθ |
3B2L2 |
2mgRsinθ |
3B2L2 |
設cd棒上滑的距離為s′,由動量守恒得:ms=2ms′,
得:s′=
1 |
2 |
系統(tǒng)重力勢能的變化量為:△Ep=2mgs′sinθ-mgssinθ=0
設ab棒產生的焦耳熱為Q,因兩棒電阻相等,總焦耳熱為2Q,則能量守恒有:
Fs′=
1 |
2 |
v | 2 1 |
1 |
2 |
v | 2 2 |
解得:Q=
3 |
4 |
2m3g2R2 |
3B4L4 |
答:(1)恒力F的大小為3mgsinθ,達到穩(wěn)定運動狀態(tài)時ab棒受的安培力F安的大小為mgsinθ,方向沿斜面向上.
(2)達到穩(wěn)定運動狀態(tài)時通過ab棒的電流I的大小為
mgsinθ |
BL |
(3)ab棒的大速度v1為
4mgRsinθ |
3B2L2 |
3 |
4 |
2m3g2R2 |
3B4L4 |