Question

如圖所示,表面光滑的平行金屬導(dǎo)軌P?Q水平放置,左端與一電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r的電源連接.導(dǎo)軌間距為d,電阻不計(jì).導(dǎo)軌上放有兩根質(zhì)量均為m的細(xì)棒,棒Ⅰ電阻為R,棒Ⅱ?yàn)榻^緣體,兩棒之間用一輕桿相連.導(dǎo)軌所在的空間有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.求:
(1)閉合開(kāi)關(guān)S瞬間棒Ⅱ的加速度;
(2)從閉合開(kāi)關(guān)S到兩棒速度達(dá)到v的過(guò)程中,通過(guò)棒Ⅰ的電荷量和電源消耗的總能量分別為多少?(導(dǎo)軌足夠長(zhǎng))

Answer 1

(1)    方向水平向右  (2)   

(1)閉合S的瞬間,電路中的電流為
棒Ⅰ受安培力
對(duì)棒Ⅰ?棒Ⅱ整體,根據(jù)牛頓第二定律得
方向水平向右.
(2)對(duì)棒Ⅰ棒Ⅱ整體,由動(dòng)量定理
BI′dt=2mv,q=I′·t
∴
電源消耗的電能為