作业帮如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内．MO间接有阻值为R＝3 Ω的电阻．导轨相距d＝1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B＝0.5 T．质量为m＝0.1 kg,电阻为r＝1 Ω的导体棒
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/29 14:17:12
如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内．MO间接有阻值为R＝3 Ω的电阻．导轨相距d＝1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B＝0.5 T．质量为m＝0.1 kg,电阻为r＝1 Ω的导体棒
如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内．MO间接有阻值为R＝3 Ω的电阻．导轨相距d＝1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B＝0.5 T．质量为m＝0.1 kg,电阻为r＝1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好．用平行于MN的恒力F＝1 N向右拉动CD.CD受摩擦阻力f恒为0.5 N．求：
(1)CD运动的最大速度是多少?
(2)当CD到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少?
(3)当CD的速度为最大速度的一半时,CD的加速度是多少?
除了常规解法外还有没有其他方法,如能量角度?
如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内．MO间接有阻值为R＝3 Ω的电阻．导轨相距d＝1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B＝0.5 T．质量为m＝0.1 kg,电阻为r＝1 Ω的导体棒
具体公式 可能有错,只是根据个人记忆分析一下本人的常规解题思路,望能有所提示：
(1)平行导轨放在水平面上,则重力对运动不起直接作用,只能够间接提供摩擦阻力；
(2)运动方向上存在三个力,其中F与f已知且为恒值,另外由于导体在磁场中运动,切割磁感应线存在安培力F(安),根据矢量合成法则：F(合)=F + f + F(安),转为标量则为：F(合)=F-f-F(安)；
(3)运动过程分析如下：刚开始时导体棒静止,速度V=0m/s,F(安)=BIL=0,此时F(合)=F－f－F(安)=0.5N,合力为最大值,出现最大加速度a(max)；随着导体棒运动起来,速度增加,F(安)在增加,F(合)在减小,加速度a在减小,最终当a减小为0时,也就是F(合)=0时,导体棒达到运动平衡状态,此时导体棒速度最大并保持下去；
根据这个思路：
首先第一步可以求解出最大速度时F(安)＝0.5N；
然后求解出最大速度时候导体电流I(max)＝1A；电阻R消耗的电功率P(R)=3 w;
然后根据感应电动势为E=BLv,从而求出最大速度V(max)=8m/s；
当速度V=4m/s时,求出感应电动势为E=BLv=2V,进而求出导体棒流过的电流为0.5A,从而求出F(安)=BIL=0.25N,从而最终求出导体棒加速度a=2.5 m/s^2；
我觉得若是从能量守恒的角度,一下供参考：
还是首先按照(1)(2)(3)步骤分析过程,然后列出平衡状态,也就是导体棒达到最大速度时的功率平衡方程：
F*V（max）=f*V（max）+ P(电）
其中:P（电）=P(R)+P(r)=I(max)^2*(R+r);
I(max)=E/(R+r)=BLV(max)/(R+r);
其实个人感觉功率方程其实是常规解法的一种综合,如有交流想法,请给我留言或邮箱lonelyhappyly@126.com