有一題如下:
如圖1所示,光滑U形金屬框架寬為L,足夠長,其上放一質(zhì)量為m的金屬棒ab,左端連接有一電容器C和電鍵S,當(dāng)S斷開時,給棒一初速度v0,使棒垂直框架并沿框架運動。合上電鍵S,最終棒以速度v做勻速運動(v
分析與解 S斷開時,金屬棒向右以v0運動,切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電功勢E0,閉合S后,金屬棒對電容器充電,存在充電電流,而受安培力向左,故金屬棒做減速運動,當(dāng)電容器充電到電勢差UC與金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E相等時,充電停止,金屬棒以v向右勻速運動。
穩(wěn)定時,Uc=Uab=BLv
電容器帶電量(此電量也為流過金屬棒的電量)
q=C#8226;Uc=BLvC①
對導(dǎo)體ab,過程中任一微元時間Δt,由動量定理得
-BIL#8226;Δt=m#8226;Δv
即-BL#8226;Δq=mΔv
求和-BLq=mv-mv0②