如图所示,有一间距为L且与水平方向成θ角的光滑平行轨道,轨道上端接有电容器和定值电阻,S为单*双掷开关,空间存...
问题详情:
如图所示,有一间距为L且与水平方向成θ角的光滑平行轨道,轨道上端接有电容器和定值电阻,S为单*双掷开关,空间存在垂直轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强度为B。将单*双掷开关接到a点,一根电阻不计、质量为m的导体棒在轨道底端获得初速度v0后沿着轨道向上运动,到达最高点时,单*双掷开关接b点,经过一段时间导体棒又回到轨道底端,已知定值电阻的阻值为R,电容器的电容为C,重力加速度为g,轨道足够长,轨道电阻不计,求:
(1)导体棒上滑过程中加速度的大小;
(2)若已知导体棒到达轨道底端的速度为v,求导体棒下滑过程中定值电阻产生的热量和导体棒运动的时间。
【回答】
(1) ;(2)
【详解】
(1)导体棒上滑的过程中,根据牛顿第二定律得
又,有
联立解得
(2)导体棒上滑过程中,有
导体棒下滑的过程中,由动量定理得
而
联立解得
导体棒下滑的过程中,由能量守恒定律得
解得
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:解答题
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