Question

如圖所示，AB、CD是兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在導(dǎo)軌的AC端連接一個(gè)阻值為R的電阻，一根質(zhì)量為m、垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑．求導(dǎo)體ab下滑的最大速度v_m；(已知ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻都不計(jì)．g＝10 m/s²)

Answer 1

答案：
解析：

解析：ab沿導(dǎo)軌下滑過程中受四個(gè)力作用，即重力mg，支持力FN、摩擦力Ff和安培力F安，如圖所示，ab由靜止開始下滑后，將是v↑→E↑→I↑→F安↑→a↓(↑為增大符號(hào))，所以這是個(gè)變加速過程，當(dāng)加速度減到a＝0時(shí)，其速度即增到最大v＝vm，此時(shí)必將處于平衡狀態(tài)，以后將以vm勻速下滑． 　　E＝BLv�、伲籌＝E/R�、�；安培力F安方向如圖示，其大小為：F安＝BIL�、� 　　由①②③可得 　　以ab為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律應(yīng)有：mgsin－μmgcos－＝ma 　　ab做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)a＝0時(shí)速度達(dá)最大，ab達(dá)到vm時(shí)應(yīng)有： 　　mgsin－μmgcos－＝0�、�；由④式可解得 　　點(diǎn)評(píng)：(1)電磁感應(yīng)中的動(dòng)態(tài)分析，要抓住“速度變化引起磁場(chǎng)力的變化”這個(gè)相互關(guān)聯(lián)關(guān)系，從分析物體的受力情況與運(yùn)動(dòng)情況入手是解題的關(guān)鍵，要學(xué)會(huì)從動(dòng)態(tài)分析的過程中來選擇是從動(dòng)力學(xué)方面，還是從能量、動(dòng)量方面來解決問題． 　　(2)在分析運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體的受力時(shí)，常畫出平面示意圖和物體受力圖．