(1)金属棒向下运动产生感应电动势,产生感应电流,由楞次定律可知,安培力的方向与运动的方向相反,所以金属棒运动的加速度减小,随速度的增大,加速度会越来越小,一直到安培力等于重力.所以金属棒先向下做加速度减小的加速运动,后做匀速运动,速度达到最大.
(2)设ab上产生的感应电动势为E,回路中的电流为I,电路总电阻为R+r,则最后ab以最大速度匀速运动,有:
E=BLvm …①
由闭合电路欧姆定律有 I=
… ②E R
mg=BIL… ③
由①②③方程解得:vm=
…④mgR
B2L2
(3)设在下滑过程中整个ab棒上产生的焦耳热为Q,则由能量守恒定律有:mgh=
m1 2
+Q…⑤
v
联立④⑤解得:Q=mgh?
m3g2R2
2B4L4
答:(1)金属棒先向下做加速度减小的加速运动,后做匀速运动,速度达到最大;
(2)ab运动的最大速度的大小为
;mgR
B2L2
(3)若ab从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h,此过程中金属棒中产生的焦耳热为mgh?
.
m3g2R2
B4L4