如图所示,“×”型光滑金属导轨abcd固定在绝缘水平面上,ab和cd足够长,∠aOc=60°。虚线MN与∠bOd的平分线

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  • (1)设导体棒在磁场中做匀速直线运动时的速度为v 0,某时刻导体棒在回路中的长度为l,则此时感应电动势

    此时回路的电阻

    回路中的感应电流

    因为B、v 0和r 0均为不变量,所以感应电流I为不变量

    (2)释放导体棒后,在未进入磁场的过程中,导体棒和弹簧组成的系统机械能守恒,则有

    导体棒在磁场中做匀速直线运动的过程中,设某时刻导体棒距O的距离为x,根据牛顿第二定律有

    由①②③解得

    (3)导体棒过O点后与弹簧脱离,在停止运动前做减速运动。设某时刻导体棒距O点的距离为x,导体棒在回路中的长度为l,加速度为a,速度为v,回路中的电流强度为I,根据牛顿第二定律有

    又因为

    所以

    取一段很短的时间,导体棒在回路中的长度为l、加速度为a和速度为v,l、a和v可认为不变。设在这段时间内导体棒速度的变化量大小为

    ,回路所围面积的变化量为

    。将⑥式左右两边同时乘以

    ,可得

    则导体棒从O点开始运动到静止的过程可表示为

    所以

    设导体棒最终静止的位置距O点的距离为x 0,则

    由⑤⑦式可解得

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