問題詳情:
如圖所示,有一間距為L且與水平方向成θ角的光滑平行軌道,軌道上端接有電容器和定值電阻,S為單*雙擲開關,空間存在垂直軌道平面向上的勻強磁場,磁感應強度為B。將單*雙擲開關接到a點,一根電阻不計、質量為m的導體棒在軌道底端獲得初速度v0後沿着軌道向上運動,到達最高點時,單*雙擲開關接b點,經過一段時間導體棒又回到軌道底端,已知定值電阻的阻值為R,電容器的電容為C,重力加速度為g,軌道足夠長,軌道電阻不計,求:
(1)導體棒上滑過程中加速度的大小;
(2)若已知導體棒到達軌道底端的速度為v,求導體棒下滑過程中定值電阻產生的熱量和導體棒運動的時間。
【回答】
(1) ;(2)
【詳解】
(1)導體棒上滑的過程中,根據牛頓第二定律得
又,有
聯立解得
(2)導體棒上滑過程中,有
導體棒下滑的過程中,由動量定理得
而
聯立解得
導體棒下滑的過程中,由能量守恆定律得
解得
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:解答題