Question

【題目】如圖所示，豎直平行導(dǎo)軌間距l=20cm，導(dǎo)軌頂端接有一電鍵K。導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌接觸良好且無(wú)摩擦，ab的電阻R=0.4Ω，質(zhì)量m=10g，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處在與軌道平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感強(qiáng)度B=1T。當(dāng)ab棒由靜止釋放0.8 s后，突然接通電鍵，不計(jì)空氣阻力，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。求ab棒的最大速度和最終速度的大小（g取10m/s2）。

Answer 1

【答案】V=1m/s。

【解析】試題分析：金屬棒先做自由落體運(yùn)動(dòng)，閉合電鍵的瞬間安培力大于重力，導(dǎo)體棒要做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，知道安培力等于重力時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

ab棒由靜止開(kāi)始自由下落0.8s時(shí)速度大小為υ=gt=8m/s

則閉合K瞬間，ab棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小I=Blυ/R=4A

ab棒受重力mg=0.1N

因?yàn)?/span>F>mg，ab棒加速度向上，開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)，

產(chǎn)生的感應(yīng)電流和受到的安培力逐漸減小，當(dāng)安培力F=mg時(shí)，開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

此時(shí)滿(mǎn)足

解得，最終速度。

閉合電鍵時(shí)速度最大為8m/s