高中物理竞赛题
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2025-01-03
好几年没碰这些东西了,不知道对不对……(1) 设稳定速度为v根据法拉第电磁感应和欧姆定律,-BLv = IR根据轨道平面上的受力平衡,BIL = mgsin从而可以求出v(2) 设稳定(电容瞬间充电达到平衡)时电容两端电压为U,ab速度为v'根据法拉第电磁感应定律及电路中无电阻,U = BL
好几年没碰这些东西了,不知道对不对……
(1) 设稳定速度为v
根据法拉第电磁感应和欧姆定律,ε-BLv = IR
根据轨道平面上的受力平衡,BIL = mgsinα
从而可以求出v
(2) 设稳定(电容瞬间充电达到平衡)时电容两端电压为U,ab速度为v'
根据法拉第电磁感应定律及电路中无电阻,U = BLv'
根据电容充电瞬间中洛伦兹力的冲量等于ab动量的变化,BCUL = m(v-v')
从而可以求出v'。
之后再下滑的过程中:
根据轨道平面上的受力情况,ma = mgsinα - BIL ①
根据法拉第电磁感应定律及电路中无电阻,U = BLv ②
考虑微小的时间段Δt
根据②,ΔU = BLaΔt ③
根据电容的充电,IΔt = CΔU ④
由③④,I = CBLa,结合①可以求出加速度a;
再根据初速度v'求出下滑S之后的末速度;
再根据②求出电容两端的电压,然后可以知道此时电容中的电能。
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