(1)ab棒相当于电源,当其下滑速度最大时加速度为0,因此有: mgsinθ=BIL+μmgcosθ, 又I=
代入得mgsinθ=
解得 v=10m/s. (2)由能量守恒关系得 mgh=
代入数据得 Q=30J. (3)由对称性可知,当ab下落30m稳定时其速度为v′,a′b′也下落30m,其速度也为v′,ab和a′b′都切割磁感应线产生电动势,总电动势等于两者之和. 对ab棒受力分析,得mgsinθ=BI′L+μmgcosθ, 又I′=
代入解得 v′=5m/s. 对ab棒受力分析,由能量守恒 2mgh=
代入数据得 Q′=75 J. 答: (1)ab达到的最大速度是10m/s. (2)ab下落了30m高度时,其下滑速度已经达到稳定,则此过程中回路电流的发热量Q是30J. (3)如果将ab与 a′b′同时由静止释放,当ab下落了30m高度时,其下滑速度也已经达到稳定,则此过程中回路电流的发热量Q′为75J. |