你得说出自己具体的困惑是什么、已有哪些思考过程、因为卡在哪一步而无法继续,否则,只是放个题说“求详细过程”,一方面很多人懒得写,另一方面也没法得到针对性的回答,还不如去作业帮搜题。
回到题目本身,高中的这类题其实抓住电路和动力学两方面看都能做出来。
电路方面,如果导体棒固定,就是一个R(电阻)C(电容)放电电路。导体棒有速度时,电路中多出一个动生电动势。
动力学方面,金属棒水平方向只受一个使导体棒加速的安培力。
两方面综合起来看,只要电容在放电、电路中有电流,导体棒就加速,动生电动势就增大。由于动生电动势从0开始连续增大而电容两端电压连续减小,那么总有一个时刻两者相等(其实这里数学上不严谨,但高中模拟题出这种错误也无所谓了),此后放电停止,金属棒匀速运动。
定量分析,电路的方程就是q/C-BLv-iR=0,动力学的方程就是BiL=ma
第(1)题,从前面两个方程看,等价于求i=q/RC-BLv/R的最大值,显然开关拨到“2”的瞬间i最大,因为此刻q最大而v最小为0
第(2)题,从前面的定性分析看 ,最大动能就是最终匀速时的动能。此时电流为0,有BLv=q/C。但两个未知数q、v只有一个方程。所缺的方程应为动力学方程。
如果你有经验,就应该意识到在这种只受安培力的情况下,速度的变化量正比于导体棒内流过的电量(因为安培力的冲量正比于导体棒内流过的电量)。在这里,这个电量就是电容放出的电量Q-q,Q为开关拨到“2”前瞬间电容的电量。
回到题目本身,高中的这类题其实抓住电路和动力学两方面看都能做出来。
电路方面,如果导体棒固定,就是一个R(电阻)C(电容)放电电路。导体棒有速度时,电路中多出一个动生电动势。
动力学方面,金属棒水平方向只受一个使导体棒加速的安培力。
两方面综合起来看,只要电容在放电、电路中有电流,导体棒就加速,动生电动势就增大。由于动生电动势从0开始连续增大而电容两端电压连续减小,那么总有一个时刻两者相等(其实这里数学上不严谨,但高中模拟题出这种错误也无所谓了),此后放电停止,金属棒匀速运动。
定量分析,电路的方程就是q/C-BLv-iR=0,动力学的方程就是BiL=ma
第(1)题,从前面两个方程看,等价于求i=q/RC-BLv/R的最大值,显然开关拨到“2”的瞬间i最大,因为此刻q最大而v最小为0
第(2)题,从前面的定性分析看 ,最大动能就是最终匀速时的动能。此时电流为0,有BLv=q/C。但两个未知数q、v只有一个方程。所缺的方程应为动力学方程。
如果你有经验,就应该意识到在这种只受安培力的情况下,速度的变化量正比于导体棒内流过的电量(因为安培力的冲量正比于导体棒内流过的电量)。在这里,这个电量就是电容放出的电量Q-q,Q为开关拨到“2”前瞬间电容的电量。