Question

2．如圖所示，兩根和水平方向成α角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強磁場，磁感應強度為B．一質量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，經過足夠長的時間后，金屬桿的速度會達到最大值ν_m，則（　�。�

• A． 如果僅有B減小，v_m將變大
• B． 如果僅有α減小，v_m將變大
• C． 如果僅有R減小，v_m將變大
• D． 如果僅有m減小，v_m將變大

Answer 1

分析 先分析金屬桿桿的運動情況：金屬桿從軌道上由靜止滑下的過程中，切割磁感線產生感應電流，金屬棒將受到安培力作用，安培力先小于重力沿斜面向下的分力，后等于重力的分力，金屬棒先做變加速運動，后做勻速運動，速度達到最大，由平衡條件和安培力公式得到最大速度的表達式，再進行分析．

解答 解：金屬桿受重力、支持力、安培力，開始時重力沿斜面的分力大于安培力，所以金屬桿做加速運動．
隨著速度的增加，安培力在增大，所以金屬桿加速度逐漸減小，當加速度減小到零，速度最大．
當加速度為零時，金屬桿做勻速運動，速度最大，則有：
mgsinα=BIL
I=$\frac{BL{v}_{m}}{R}$，．
聯(lián)立得：v_m=$\frac{mgRsinα}{{B}^{2}{L}^{2}}$．
由上式分析得知：
A、如果僅有B減小，v_m將變大，故A正確．
B、如果僅有α變小，v_m將變小，故B錯誤．
C、如果僅有R變小，v_m將變小，故C錯誤．
D、如果僅有m變小，v_m將變小，故D錯誤．
故選：A．

點評 本題第一方面要正確分析金屬棒的運動情況，第二方面要熟記安培力的經驗公式F_安=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，就能正確求解．