问题标题:
(2014•南昌模拟)连接体问题在物理中很重要,下面分析一个情景:如图所示,两根金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m(质量均匀分布),用两根等长的、质量和电阻均
问题描述:
(2014•南昌模拟)连接体问题在物理中很重要,下面分析一个情景:如图所示,两根金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m(质量均匀分布),用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的、光滑的水平圆棒两侧,AB和CD处于水平.在金属杆AB的下方有高度为H的水平匀强磁场,磁感强度的大小为B,方向与回路平面垂直,此时CD处于磁场中.现从静止开始释放金属杆AB,经过一段时间(AB、CD始终水平),在AB即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD还处于磁场中,在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q.重力加速度为g,试求:
(1)金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1;
(2)在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q;
(3)设金属杆AB在磁场中运动的速度为v2,通过计算说明v2大小的可能范围.
刘钟书回答:
(1)AB杆达到磁场边界时,加速度为零,系统处于平衡状态,对AB杆:3mg=2T,对CD杆:2T=mg+BIL又F=BIL=B2L2v12R 解得:v1=4mgRB2L2; (2)以AB、CD棒组成的系统在...
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