(1)ab棒下落过程中,切割磁感线,产生感应电动势,但没有感应电流,只有落到最低点时,接触导轨,与导轨cd棒组成闭合回路时才有感应电流产生.棒在向下、向上运动的过程中,只有重力做功,即机械能守恒, 根据摆动的高度可求在最低点的速度:v1==4m/s,v1′==3m/s. 当ab运动到最低点的瞬间,回路产生感应电流,磁场对ab、cd棒均有安培力作用,又因为系统在水平方向上合外力为零,即动量守恒.设cd棒获得的速度大小为v2′,m1v1=m1v1′+m2v2′ 解得v2′=0.5m/s. (2)根据动量定理得,-FAt=mv1′-mv1 则有BILt=mv1-mv1′,即qBL=mv1-mv1′ 解得q=C=1C. (3)根据能量守恒定律知,系统动能的减小量等于回路中产生的焦耳热. Q=mv12-mv1′2-m′v2′2=×0.1×16-×0.1×9-×0.2×0.52=0.325J. 答:(1)cd棒获得的速度大小为0.5m/s. (2)此瞬间通过ab棒的电量为1C. (3)此过程回路产生的焦耳热为0.325J. |