Question

【題目】如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L，電阻R與兩導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直．一質(zhì)量為m，電阻不計的導(dǎo)體棒MN，在豎直向上的恒力F作用下，由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動．整個運(yùn)動過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計導(dǎo)軌的電阻．求：

（1）初始時刻導(dǎo)體棒的加速度；

（2）當(dāng)流過電阻R的電流恒定時，求導(dǎo)體棒的速度大�。�

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】試題分析：對導(dǎo)體棒受力分析，由牛頓第二定律求出加速度；當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時流過R的電流恒定，由安培力公式求出安培力，然后由平衡條件求出導(dǎo)體棒的速度．

（1）導(dǎo)體棒受到豎直向下的重力mg、拉力F，由牛頓第二定律得：F-mg=ma，解得：.

（2）導(dǎo)體棒在拉力和重力的作用下，做加速度減小的加速運(yùn)動，當(dāng)加速度為零時，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)即做勻速運(yùn)動，此時電流恒定，設(shè)此時速度為v，

導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動勢為：E=BLv

受到的安培力為：F安=BIL

穩(wěn)定時的電流為：

由平衡條件得:

以上聯(lián)立解得：