Cuando la varilla conductora ab se desliza hacia abajo con una velocidad constante V, la fuerza electromotriz inducida en la varilla es E=BLV.
En este momento, la corriente inducida en la varilla es: I=ER total.
En este momento, la potencia eléctrica total del bucle es: p potencia = I2R total.
La fuerza de gravedad en este momento es: p peso = mgvsinθ.
Según la pregunta, las condiciones son las siguientes: p potencia = 34P peso.
Solución: I=mgVsinθ2R, B=32LmgRsinθ2V?
(2) Supongamos que la fuerza de fricción por deslizamiento entre la varilla conductora ab y el riel guía es F. De acuerdo con la ley de conversión y conservación de energía, podemos saber:
P peso = P potencia eléctrica + fV
Entonces quedan 14mgVsinθ=fV.
El método de solución es: f=14mgsinθ.
La energía potencial gravitacional reducida de la barra conductora ab es igual a la suma del aumento de la energía cinética, el calor Joule generado en el bucle y el trabajo realizado para superar la fricción:
mgsinθ? x=12mV2+Q+fx
Solución: Q=34mgsinθ? x-12mV2
(3) Después de desconectar S, la resistencia total en el bucle es: r total '=2R.
Supongamos que el tiempo de este proceso es △t, y la fuerza electromotriz inducida promedio en este bucle de proceso es. e, la corriente inducida promedio a través de la barra conductora ab es. I, la distancia de deslizamiento de la varilla conductora ab es s, entonces:
. mi = △φ△ t = BLS△ t,. Yo =. ER total' = BLS2RΔt.
De: q=. I△t=BLS2R
Solución: S=4q32VRmgsinθ.
Respuesta:
(1) La intensidad de inducción magnética B del campo magnético uniforme es 32LmgRsinθ2V, y la intensidad de corriente I en la barra conductora ab es mgvsinθ2R; ;
(2) Si la barra conductora ab se desliza hacia abajo a una distancia X desde el descargador electrostático a lo largo del riel guía y alcanza un estado estable, ¿entonces el calor eléctrico generado en el circuito durante este proceso es 34 mgsinθ? x-12mv 2;
(3) Después de que la barra conductora ab alcance un estado estable, apague el interruptor s. A partir de ese momento, después de que la barra conductora ab se deslice hacia abajo una cierta distancia, la carga eléctrica pasará. a través de la sección transversal de la barra conductora ab es Q, que es 4Q32VRGSIN θ.