Question

(14分) 如圖所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L，M、P兩點間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直斜面向下，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計它們之間的摩擦。

（1）由b向a方向看到的裝置如圖2所示，請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖；

（2）在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時，求此時ab桿中的電流及其加速度的大小；

（3）求在下滑過程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值。

 

Answer 1

(1)如圖所示

(2) (3)

【解析】

試題分析：（1）如圖所示：重力mg，豎直向下；

支撐力N，垂直斜面向上；

安培力F，沿斜面向上

（2）當(dāng)ab桿速度為v時，感應(yīng)電動勢E=BLv，此

時電路電流

ab桿受到安培力

根據(jù)牛頓運動定律，有

解得

（3）當(dāng)時，ab桿達(dá)到最大速度vm

解得

考點：考查了安培力，牛頓第二定律，共點力平衡的應(yīng)用