Question

【题目】如图，和是距离为L的相同光滑导轨，和为两段四分之一圆弧，半径分别为和在水平矩形内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为导体棒P、Q的长度均为L，质量均为m，电阻均为R，其余电阻不计，Q停在图中位置，现将P从轨道最高点无初速释放，则

求导体棒P进入磁场瞬间，回路中的电流的大小和方向顺时针或逆时针；

若P、Q不会在轨道上发生碰撞，棒Q到达瞬间，恰能脱离轨道飞出，求导体棒P离开轨道瞬间的速度；

若P、Q不会在轨道上发生碰撞，且两者到达瞬间，均能脱离轨道飞出，求回路中产生热量的范围。

Answer 1

【答案】（1），方向逆时针方向（2）（3）

【解析】（1）导体棒P由下滑到，根据机械能守恒定律：

求导体棒P到达瞬间：

回路中的电流：

（2）棒Q到达瞬间，恰能脱离轨道飞出，此时对Q：

设导体棒P离开轨道瞬间的速度为，根据动量守恒定律：

代入数据得：。

（3）由若导体棒Q恰能在到达瞬间飞离轨道，P也必能在该处飞离轨道

根据能量守恒，回路中产生的热量

若导体棒Q与P能达到共速v，则根据动量守恒：

回路中产生的热量；