Question

【題目】如圖所示，水平放置的平行光滑導(dǎo)軌，固定在桌面上，寬度為L，處在磁感應(yīng)強度為B，豎直向下的勻強磁場中。桌子離開地面的高度為初始時刻，質(zhì)量為m的桿ab與導(dǎo)軌垂直且處于靜止，距離導(dǎo)軌邊緣為d。質(zhì)量同為m的桿cd與導(dǎo)軌垂直，以初速度進入磁場區(qū)域。最終發(fā)現(xiàn)兩桿先后落在地面上。已知兩桿的電阻均為R，導(dǎo)軌電阻不計，兩桿落地點之間的距離為s。求：

桿從磁場邊緣射出時的速度大小

桿射出時，cd桿運動的距離

在兩根桿相互作用的過程中，回路中產(chǎn)生的電能

Answer 1

【答案】（1） ； （2） （3）

【解析】

設(shè)ab、cd桿從磁場邊緣射出時的速度分別為、

設(shè)ab桿落地點的水平位移為x，cd桿落地點的水平位移為，則有，

根據(jù)動量守恒

我們可以求出，

桿運動距離為d，對ab桿應(yīng)用動量定理：

設(shè)cd桿運動距離為，，解得

cd桿運動距離為

根據(jù)能量守恒，電路中損耗的焦耳熱等于體系損失的機械能