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(金属棒、导轨的电阻均不计)求:

(1)EF棒下滑过程中的最大速度. 

(2)EF棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中,有多少电能转化成了内能?           

答案

见解析


解析:

(1)如图所示,当EF从距BDs处由静止开始滑至BD的过程中,受力情况如图所示.

安培力:F=BIl=B…………………………(2分)

根据牛顿第二定律:a=…………(2分)

所以,EF由静止开始做加速度减小的变加速运动.当a=0时速度达到最大值vm.

由①式中a=0有:Mgsinθ-B2l2vm/R=0   ②

vm=     ………………………………………(2分)

(2)由恒力F推至距BDs处,棒先减速至零,然后从静止下滑,在滑回BD之前已达最大速度vm开始匀速…………………………………………(2分)

EF棒由BD从静止出发到再返回BD过程中,转化成的内能为ΔE.根据能的转化与守恒定律:

Fs-ΔE=Mvm2  

ΔE=Fs-M2   ……………………………(2分)

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