如图所示,在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,有两条相互平行且相距L的光滑金属导轨P1P2P3-Q1Q

2025-06-03 05:22:52
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回答1:

(1)设杆AB下滑过程中所用的时间为△t.则下滑过程中的平均感应电动势为:
 

E
=
△Ф
△t
…①
平均电流:
I
=
E
R
…②
又 q=
I
?△t…③
由①②③解得:q=
△Ф
R
…④
而△Ф=B?Lhcotθ…⑤
由④⑤可得:q=
BLhcotθ
R
…⑥
(2)设杆AB在P2Q2处的速度大小为v.在水平导轨上运动的过程中,由动量定理得:
-B
I′
L?△t′=-mv…⑦
又 q′=
I′
?△t′…⑧
与④式同理可得:q′=
△Ф′
R
=
BLs
R
…⑨
由⑦⑧⑨解得:v=
B2L2s
mR
  
(3)杆AB运动到水平轨道的P2Q2处时,回路中的感应电流最大.
 感应电动势最大值为:Em=BLv.
则 Im=
Em
R
=
B3L3s
mR2

杆AB在斜导轨上做匀加速直线运动,则有:v2=2a?
h
sinθ

所以有:a=
v2sinθ
2h
=
B4L4s2sinθ
2m2R2h

答:(1)杆AB下滑的过程中通过电阻R的电荷量q为
BLhcotθ
R

(2)杆AB运动到P2Q2处时的速度大小v为
B2L2s
mR
. 
(3)回路中的最大感应电流Im
B3L3s
mR2
.杆AB在斜导轨上的加速度大小a为
B4L4s2sinθ
2m2R2h