高中物理电磁场杂难问题

高中物理电磁场杂难问题请给出完整解答过程

(1)ab自由下滑,机械能守恒:mgh=mv²/2
由于ab、cd形成一闭合电路,二者通过的电流总相等,两金属棒有效长度关系为Lab=3Lcd,故它们的磁场力为:Fab=3Fcd
在磁场力作用下,ab、cd各做变速运动,产生的感应电动势方向相反,当二者感生电动势大小相等时,电路中感应电流为零,安培力为零,ab、cd运动趋于稳定,此时有:BLabvab=BLcdvcd,所以vab=vcd/3
ab、cd受磁场力作用,动量均发生变化,由动量定理得:
FabΔt=m(v-vab)
FcdΔt=mvcd
联立以上各式解得:Vab=√(2gh)/10
Vcd=3√(2gh)/10
(2)根据系统能量守恒可得:
Q=ΔE机=mgh-mVab²/2-mVcd²/2)=9mgh/10
所有转化为焦耳热的机械能为9mgh/10,如果两金属棒电阻相等,则CD棒产生的焦耳热为其中的一半,9mgh/20。
(3)cd水平方向只受到安培力的作用,根据动量定理:BIL△t=m△vcd
通过cd的总电量为q=I△t,上两式中I为平均电流强度。
q=m△vcd/(BL)=3m√(2gh)/(10BL)
对于电量的计算,严格的计算方法应该用积分,结果与上面相同。
实际上要达到最终稳定状态用时为无穷大,所以cd的位移是无穷大。严格证明要列微分方程,用初等平均方法计算得结果都不对。追问

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什么疑问?

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待续

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早已经补充说明。

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第1个回答  2018-01-22
本题与仅一个带电小球的题不同,还有B球影响,且是力矩平衡问题。由题穿饥扁渴壮韭憋血铂摩意,
(qE+mg)Lcos37°=2mgLsin37°求得E;
求OA杆转过的最大角度θ:(qE+mg)Lsinθ=2mgL(1-cosθ)
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