...上的光滑金属导轨,导轨间距离为L、电阻忽略不计.在导轨
发布网友
发布时间：2024-10-23 06:22
共1个回答
热心网友
时间：2024-12-06 01:18
由欧姆定律得：I=ER+r，
导体棒ab所受安培力：FA=BIL，
由牛顿第二定律：FA-mg=ma，
导体棒ab开始运动时的加速度为：a=BELm(R+r)-g，
设导体棒ab向上运动的最大速度为vmax，当导体棒所受重力与安培力相等时，达到最大速度，回路电流为I′，
由平衡条件得：BI′L=mg，I′=mgBL，
由欧姆定律得：I′=E?BLvmaxR+r，
解得：vmax=BEL?mg(R+r)B2L2；
（2）电源的输出功率为：P=EI′-I′2r，
P=EmgBL-（mgBL）2r，
（3）电源的电能转化为导体棒的机械能和电路中产生的焦耳热之和，
△t时间内：电源的电能△E电=EI′△t=mgEBL△t，
导体棒ab增加的机械能△E机=mgvmax△t=mgBLE?mg(R+r)B2L2△t，
电路中产生的焦耳热Q=I′2（R+r）△t=m2g2B2L2（R+r）△t，
△t时间内，导体棒ab增加的机械能与电路中产生的焦耳热之和为△E′，
△E′=△E机+Q，
整理得：△E′=mgEBL△t，
由此得到△E_＝△E′，回路的能量守恒．
答：（1）导体棒ab刚开始向上运动时的加速度：a=BELm(R+r)-g，导体棒ab所能达到的最大速度：vmax=BEL?mg(R+r)B2L2；
（2）导体棒ab达到最大速度后电源的输出功率为P=EmgBL-（mgBL）2r；
（3）导体棒ab达到最大速度后的一段时间△t内，整个回路中电源的电能转化为导体棒的机械能和电路中产生的焦耳热之和，证明如上．
