Question

（15分)如圖所示，兩根完全相同的“V”字形導(dǎo)軌OPQ與KMN倒放在絕緣水平面上，兩導(dǎo)軌都在豎直平面內(nèi)且正對、平行放置，其間距為L，電阻不計。兩條導(dǎo)軌足夠長，所形成的兩個斜面與水平面的夾角都是α．兩個金屬棒ab和的質(zhì)量都是m，電阻都是R，與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好．空間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．

(1)如果兩條導(dǎo)軌皆光滑，讓固定不動，將ab釋放，則ab達(dá)到的最大速度是多少?

(2)如果將ab與同時釋放，它們所能達(dá)到的最大速度分別是多少?

 

Answer 1

【答案】

（1）（2）

【解析】

試題分析：(1) ab運(yùn)動后切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，而后受到安培力，當(dāng)受力平衡時，加速度為0，速度達(dá)到最大，受力情況如圖所示．

則： mgsinα=F_安cosα  （2分) 

又F_安＝BIL        （2分) 

I＝E_感/2R         （2分) 

E_感＝BLv_mcosα    （2分) 

聯(lián)立上式解得  （2分) 

 (2)若將ab、同時釋放，因兩邊情況相同，所以達(dá)到的最大速度大小相等，這時ab、都產(chǎn)生感應(yīng)電動勢而且是串聯(lián)．

∴mgsinα＝F_安^‘cosα    （1分)     F_安^‘＝BL            （1分) 

  （1分)   ∴。    （2分) 

考點(diǎn)： 考查了共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用，安培力的求解，導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動