(1)金属棒达最大速度vm时,拉力与安培力相等,设最大速度为vm.
则此时棒中产生的感应电动势 E=BLvm
棒所受的安培力 F安=BIL=B
L=E R+r
B2L2vm
R+r
又由平衡条件得:F=F安,P0=Fvm
解得:vm=
P0(R+r)
BL
(2)由能量守恒得:
P0t=
m1 2
+Q
v
Q=QR+Qr
QR:Qr=R:r
解得:QR=
(P0t?R R+r
)mP0(R+r) 2B2L2
(3)撤去拉力后,由动量定理:
又
?BL
?t′=0?mvm
I
?t′=q=I
BLx R+r
解得:x=
m(R+r)
P0(R+r)
B3L3
答:(1)金属棒能达到的最大速度为
.
P0(R+r)
BL
(2)若金属棒从静止开始到最大速度用时为t,此过程金属棒产生的热量为
[P0t-R R+r
].mP0(R+r) 2B2L2
(3)金属棒达最大速度后撤去拉力,金属棒还能前进的距离为
.m(R+r)
P0(R+r)
B3L3