Question

【題目】如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平方向的勻強(qiáng)磁場中豎直放置兩平行導(dǎo)軌，磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。導(dǎo)軌上端跨接一阻值為R的電阻（導(dǎo)軌電阻不計(jì)）。兩金屬棒a和b的電阻均為R，質(zhì)量分別為ma=2×10－2Kg和mb=1×10－2Kg，它們與導(dǎo)軌相連，并可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)。閉合開關(guān)S，先固定b，用一恒力F向上拉a，穩(wěn)定后a以v1=10m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再釋放b，b恰好能保持靜止，設(shè)導(dǎo)軌足夠長，取g=10m/s2。

（1）求拉力F的大小；

（2）若將金屬棒a固定，讓金屬棒b自由下滑（開關(guān)仍閉合），求b滑行的最大速度v2；

（3）若斷開開關(guān)，將金屬棒a和b都固定，使磁感應(yīng)強(qiáng)度從B隨時(shí)間均勻增加，經(jīng)0.1s后磁感應(yīng)強(qiáng)度增到2B時(shí)，a棒受到的安培力正好等于a棒的重力，求兩金屬棒間的距離h。

Answer 1

【答案】（1）0.4N（2）5m/s（3）

【解析】（1）a棒勻速運(yùn)動(dòng)，

b棒靜止

（2）當(dāng)a勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)

解得 ①

當(dāng)b勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：

②

①②式聯(lián)立得

（3）

2BIL=

由①式得

得