达到稳定状态时,对ab棒:安培力FB=mgsinθ,方向沿斜面向上.
(2)由FB=BIL得:I=
mgsinθ |
BL |
由左手定则得:电流I的方向 a→b
(3)由于两棒电流方向总等大反向,受的安培力等大反向,系统合力外力为零,由动量守恒有:
mv1=2mv2
v1由右手定则判断可得:回路总电动势为:E=BLv1+BLv2
由闭合电路欧姆定律有:回路总电动势为:E=2IR
解得:v1=
4mgRsinθ |
3B2L2 |
2mgRsinθ |
3B2L2 |
设cd棒上滑的距离为s′,由动量守恒得:ms=2ms′,
得:s′=
1 |
2 |
系统重力势能的变化量为:△Ep=2mgs′sinθ-mgssinθ=0
设ab棒产生的焦耳热为Q,因两棒电阻相等,总焦耳热为2Q,则能量守恒有:
Fs′=
1 |
2 |
v | 2 1 |
1 |
2 |
v | 2 2 |
解得:Q=
3 |
4 |
2m3g2R2 |
3B4L4 |
答:(1)恒力F的大小为3mgsinθ,达到稳定运动状态时ab棒受的安培力F安的大小为mgsinθ,方向沿斜面向上.
(2)达到稳定运动状态时通过ab棒的电流I的大小为
mgsinθ |
BL |
(3)ab棒的大速度v1为
4mgRsinθ |
3B2L2 |
3 |
4 |
2m3g2R2 |
3B4L4 |