(1)根据电磁感应定律有:
=E
… ①△φ △t
根据闭合电路欧姆定律有:
=I
… ②
E 2R
又q=
△t…③I
得:q=
=△φ 2R
BLs 2R
解得:s=
…④2qR BL
(2)b棒最终匀速,此时有:
BIL=mgsinθ… ⑤
又E=BL(va+vb)…⑥
I=
…⑦E 2R
对a棒,由牛顿第二定律得:F-BIL-mgsinθ=ma1
即mgsinθ-BIL=ma1 …⑧
对b棒,由牛顿第二定律得:mgsinθ-BIL=ma2 …⑨
由⑧⑨式可得:a1=a2
故a、b棒运动规律相似,速度同时达到最大,且最终va=vb…⑩
由⑤⑥⑦⑩式可得:vb=
mgRsinθ
B2L2
(3)因a、b棒串联,产生的热量相同,设a、b棒在此过程中运动的距离分别为s1和s2,对a、b棒组成的系统,由功能关系得:Fs1?mgsinθ?s1+mgsinθ?s2=
m1 2
+
v
m1 2
+2Q
v
又 s1+s2=s
解得:Q=
?mgqRsinθ BL
m3g2R2sin2θ 2B4L4
答:(1)b棒刚好匀速时,a、b棒间的距离s为
;2qR BL
(2)b棒最终的速度大小vb为
;mgRsinθ
B2L2
(3)此过程中a棒产生的热量Q为
-mgqRsinθ BL
.
m3g2R2sin2θ 2B4L4