(1)导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv,
电路中的感应电流I=
,E r+R
导体棒做匀速直线运动,由平衡条件得:
mg-BIL=0,解得v=
;mg(R+r)
B2L2
(2)设整个电路产生的焦耳热是Q,
由能量守恒定律可得:mg(d0+d)=Q+
mv2,1 2
Qab=
Q,解得:Qab=r r+R
[mg(d0+d)-r r+R
];
m3g2(R+r)2
2B4L4
(3)设导体棒刚进入磁场时的速度为v0,
由动能定律可得:mgd0=
mv02,解得:v0=1 2
;
2gd0
导体棒在磁场中做匀速运动时的速度v=
,mg(R+r)
B2L2
①当v=v0,即d0=
时,棒进入磁场后做匀速直线运动;
m2g(R+r)2
2B4L4
②当v<v0,d0<
时,棒进入磁场后先做加速运动,后做匀速运动;
m2g(R+r)2
2B4L4
③当v>v0,d0>
时,棒进入磁场后先做减速运动,后做匀速运动;
m2g(R+r)2
2B4L4
答:(1)棒ab离开磁场的下边界时的速度为
.mg(R+r)
B2L2
(2)棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热为
[mg(d0+d)-r r+R
].
m3g2(R+r)2
2B4L4
(3)①当v=v0,即d0=
时,棒进入磁场后做匀速直线运动;
m2g(R+r)2
2B4L4
②当v<v0,d0<
时,棒进入磁场后先做加速运动,后做匀速运动;
m2g(R+r)2
2B4L4
③当v>v0,d0>
时,棒进入磁场后先做减速运动,后做匀速运动.
m2g(R+r)2
2B4L4