如图所示,PQMN与CDEF为两根足够长的固定平行金属导轨,导轨间距为L.PQ、MN、CD、EF为相同的弧形导轨;Q

2025-03-24 14:32:33
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回答1:

(1)根据楞次定律可判断出,金属棒a、b刚进入磁场时,回路中感应电流的方向为:QDEMQ. 
(2)金属棒从弧形轨道滑下,机械能守恒得:
由: mgh=
1
2
m v 1 2

解出: v 1 =
2gh

金属棒a、b同时进入磁场区域后,产生感应电流,受到安培力作用,速度发生变化,当a、b棒同速时,回路中磁通量不发生变化,则不产生感应电流,不受安培力作用,金属棒a、b将共同匀速运动. 
由于a、b棒在水平方向所受合外力为零,故动量守恒,且由题可知:m a =3m b
有:m a v 1 -m b v 1 =(m a +m b )v 2
解得: v 2 =
1
2
2gh

方向:水平向右.
所以金属棒a、b将以速度v 2 匀速运动.  
从金属棒a、b进入磁场开始,到金属棒b第一次离开磁场的过程中,系统总能量守恒,由:
  ( m a + m b )gh=
1
2
( m a + m b ) v 2 2 +Q

解出此过程中电路中产生的焦耳热:Q=mgh 
答:
(1)金属棒a、b刚进入磁场时,回路中感应电流的方向为:QDEMQ.
(2)电路中产生的焦耳热为mgh.