Question

【題目】如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑水平直導(dǎo)線的間距為，電阻不計(jì)，垂直軌道平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌上相隔一定距離放置兩根長(zhǎng)度均為的金屬棒，a棒質(zhì)量為m，電阻為R，b棒質(zhì)量為，電阻為，現(xiàn)給a棒一個(gè)水平向右的初速度，求：（a棒在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有與b棒發(fā)生碰撞）

（1）b棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的方向；

（2）當(dāng)a棒的速度減為時(shí)，b棒剛好碰到了障礙物，經(jīng)過(guò)很短時(shí)間速度減為零（不反彈），求碰撞過(guò)程中障礙物對(duì)b棒的沖擊力大小；

（3）b棒碰到障礙物后，a棒繼續(xù)滑行的距離。

Answer 1

【答案】（1）b棒向右運(yùn)動(dòng)；（2）；（3）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)右手定則知，回路中產(chǎn)生逆時(shí)針的電流，根據(jù)左手定則知，b棒所受的安培力方向向右，可知b棒向右運(yùn)動(dòng)。

（2）設(shè)b棒碰上障礙物瞬間的速度為，之前兩棒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則，

解得，b棒碰障礙物過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)量定理得，，解得。

（3）a棒單獨(dú)向右滑行的過(guò)程中，當(dāng)其速度為v時(shí)，所受的安培力大小為，

極短時(shí)間，a棒的速度由v變?yōu)?/span>，根據(jù)動(dòng)量定理，有：，

代入后得，把各式累加，得，

a棒繼續(xù)前進(jìn)的距離。