如图所示,两根平行光滑金属导轨ab和cd置于同一水平面上,相互间隔为L="0.1" m,质量m="3" g的金属棒置于轨道右端,跨在两根导轨上,导轨左端通过开关S与电池连接,匀强磁场方向垂直轨道所在平面向上,磁感应强度B="0.1" T,轨道平面距地面高度h="0.8" m.接通开关S时,金属棒由于受安培力作用被水平抛出,落地点水平距离s′="2" m.取g="10" m/s2,求接通S瞬间,金属棒中通过的电荷量是多大?(假设接通S瞬间,金属棒中通过的是恒定电流)
(1)求导体棒所达到的恒定速度v2; (2)为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过多少? (3)导体棒以恒定速度运动时,单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大? (4)若t=0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动,经过较短时间后,导体棒也做匀加速直线运动,其v-t关系如图B。所示,已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为vt,求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。
某同学是这样解的:要使摩托车所用时间最短,应先由静止加速到最大速度 V1=40 m/s,然后再减速到V2=20 m/s, t1 = = …; t2 = = …; t= t1 + t2 你认为这位同学的解法是否合理?若合理,请完成计算; 若不合理,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果.
(1)圆环下落速度为v时的电功率; (2)圆环下落的最终速度; (3)当下落高度为h时,速度达最大,求从开始下落到此时圆环消耗的电能