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问题: 高二物理 电磁感应问题

导体棒ab质量为m1=0.10kg,用绝缘细线悬挂后,其两端恰好与宽度为d=0.50m的光滑水平导轨良好接触.导轨上还放有质量为m2=0.20kg的另一导体棒cd.整个装置处于竖直向上的B=0.20T的匀强磁场中,现将ab棒向右拉起h1=0.80m高后无初速释放.当ab棒第一次摆到最低点与导轨瞬间接触后,还能向左摆到h2=0.45m的高度.求:⑴ab棒第一次与导轨接触瞬间通过ab棒的电荷量.⑵ab棒第一次与导轨接触过程回路中产生的焦耳热.

解答:

1)ab下落上升过程中,无感应电流
v1²=2gh1 ==>v1=4m/s
v1'²=2gh2 ==>v1'=3m/s
ab棒第一次与导轨接触瞬间,根据动量定理,安培力的冲量等于动量的减少
==> -BIL△t =m1v1-m1v1'
即-BLq=m1v1-m1v1' ===>q=(m1v1-m1v1')/BL =1C

2)ab,cd在通路瞬间,系统动量水平方向守恒
m1v1=m1v1'+m2v2
===>v2=0.5m/s
根据能量转化和守恒定律
m1gh1=m1gh2+(1/2)m2v2²+Q
==>Q=0.325J