Question

（16分）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間的距離為，導(dǎo)軌上橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd.設(shè)兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為，電阻皆為，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為.開(kāi)始時(shí)ab和cd兩導(dǎo)體棒有方向相反的水平初速，初速大小分別為和，求：

(1)從開(kāi)始到最終穩(wěn)定回路中產(chǎn)生的焦耳熱.
(2)當(dāng)ab棒的速度大小變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825002635178404.png" style="vertical-align:middle;" />，回路中消耗的電功率的可能值.

Answer 1

(1)    （2），

試題分析:（1）從開(kāi)始到兩棒達(dá)到相同速度的過(guò)程中，兩棒的總動(dòng)量守恒，有 
解得：
根據(jù)能量守恒定律，整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱 
（2）當(dāng)ab棒速度大小為且方向向左時(shí)，設(shè)cd棒的速度為,
由動(dòng)量守恒定律有：
解得：
此時(shí)回路中的總電動(dòng)勢(shì)
則消耗的電功率
當(dāng)ab棒速度大小為且方向向右時(shí)，設(shè)cd棒的速度為，
由動(dòng)量守恒定律得
解得：
此時(shí)回路中的總電動(dòng)勢(shì)：
則消耗的電功率