结论:导体棒加速度a恒定,做匀加速直线运动。 现在新问题是,如果电路中加一个电阻(或者导体棒电阻不能忽略),如下图所示,运动是和上面一样吗?
讲一讲包含电容器情况下,导体棒 切割磁感线 的运动。 模型一: 如下图所示,处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中,放置一足够长且光滑的U型金属框架,其宽度为 L,其上放一质量为 m 的金属棒,左端连接一电容为 C 的电容器,现金属棒在外力 F 的作用下开始运动,不考虑一切电阻和摩擦,求金属棒的速度大小随时间的变化关系? 其中 Delta v 表示 Delta t 时间间隔内金属棒的速
要证明当电导体棒上的电容器电阻R等于零时,电容器上的电荷q会以恒定的加速度a充电,可以采用电路和电荷守恒的原理来进行推导和证明。 首先,考虑一个由电导体棒和电容器组成的电路。
电容器放电时,导体棒在安培力作用下开始运动,同时产生阻碍放电的反电动势,导致电流减小直到0,此时 U c = B l v U_c=Blv U c = B l v
引入电容器等效质量 m_{c}=B^{2} L^{2}C,作为一根导棒。 将后续过程看作电容器与后两根棒做彻底面非弹性碰撞,最高终形成共速。 动量定理有 m_{c}V_{c}=(m_{1}+ m_{2}+ m_{c})V{t}
本文深入探讨了含电容器电路中,导体棒在不同磁场模型下的运动情况,通过两种解法对比分析,揭示了在切割磁感线过程中,金属棒的动态行为。文章提出了在能量守恒和动量定理基础上的解题策略,并在模型二中发现了解法间的不一致性,引发
电容器所释放的能量不能彻底面转化为金属导体棒的动能,将导体棒离开轨道时的动能与电容器所释放能量的比值定义为能量转化效率。若某次发射结束时,电容器的电量减小为充电结束时的一半,不计放电电流带来的磁场影响,求这次发射过程中的能量转化效率η。
我们以电容不带电,导体棒有初速度,导体棒不受力的模型为例,进行具体阐释。 这大概是 我觉得 最高简单的单杆模型了。 我们首先进的技术行 常规 的分析:
电容器c通过导体棒mn连接的回路放电,放电电 流从零开始迅速增加到最高大值,然后又逐渐减小,当 电容器两极板间电压与导体棒切割磁感线产生的电 动势相等时,电流为零,a错误;充电过程,电容器两 极板间的电压逐渐增大到与电源电动势相等,放电
再 将 电键 扳 向右侧 电容 器放 电, 电容器相 当于电源, 导体棒 受安培力 作用而运 动, 同时产生阻碍放 电的反 电动势, 导致电流减小, 直 至 电 流 为 零,此 时 U — Blv, 放 电 结 束 时 电 容 器 电量 : Q = = = CU — CB lv 。 电容 器 电量 的变 化 量 : Q — Q 。 一 QC B Z 。 — CE— 2.导体 棒 的运 动 由牛 顿 第 二 定 律 得 BIl — ltta, 导体 棒做 加速 度 a
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