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【题目】如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为,导轨上面横放着两根导体棒,构成矩形回路,两根导体棒的质量皆为,电阻皆为,回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行,开始时,棒静止,棒有指向棒的初速度,若两导体棒在运动中始终不接触,求:

(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少?

(2)当棒的速度变为初速度的时,棒的加速度是多少?

【答案】(1)

2)

【解析】

试题分析:(1)从开始到两棒达到相同速度的过程中,两棒的总动量守恒,有

根据能量守恒定律,整个过程中产生的焦耳热

(2)设棒的速度变为时,棒的速度为,则由动量守恒可知

解得

此时回路中的电动势为

此时回路中的电流为

此时棒所受的安培力为

由牛顿第二定律可得,棒的加速度

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(1)轻绳所能承受的最大拉力;

(2)小球落至大圆环上时的动能。

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