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(1) |
设金属杆到达x0处时,其速度为v1,由运动学公式 v02-v12=2ax0解得:v1= 金属杆的感应电动势 E=Bdv1=Bd.………………………………(4分) |
(2) |
当金属杆的速度减小到零时,回路中感应电流方向发生改变,设此时金属杆的位置为xm,由运动学公式得v02=2axm 解得xm=.………………………………(3分) |
(3) |
在金属杆沿x轴的正方向运动的过程中,设金属杆到达x处时,速度大小为v,则v= 金属杆的感应电动势E=Bdv,回路中的感应电流为I= 金属杆受到的安培力为FA=BId,方向为x轴负方向. 设x负方向为正方向,由牛顿第二定律F+FA=ma 外力F随金属杆的位置x变化的关系为: F=ma- 在金属杆沿x轴的负方向运动的过程中,设金属杆到达x处时,速度大小为v,根据匀变速直线运动的对称性可知,v= 同理,此金属杆的感应电动势为E=Bdv,金属杆受安培力: FA=BId=,方向为x轴正方向. 设负x方向为正方向,由牛顿第二定律 F-FA=ma 外力F随金属杆位置x变化的关系为: F=+ma.………………………………(9分) |
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