Question

【題目】如圖所示，足夠長的光滑水平直導線的間距為，電阻不計，垂直軌道平面有磁感應強度為B的勻強磁場，導軌上相隔一定距離放置兩根長度均為的金屬棒，a棒質量為m，電阻為R，b棒質量為，電阻為，現(xiàn)給a棒一個水平向右的初速度，求：（a棒在以后的運動過程中沒有與b棒發(fā)生碰撞）

（1）b棒開始運動的方向；

（2）當a棒的速度減為時，b棒剛好碰到了障礙物，經(jīng)過很短時間速度減為零（不反彈），求碰撞過程中障礙物對b棒的沖擊力大�。�

（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棒向右運動；（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棒向右運動。

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

解得，b棒碰障礙物過程中，根據(jù)動量定理得，，解得。

（3）a棒單獨向右滑行的過程中，當其速度為v時，所受的安培力大小為，

極短時間，a棒的速度由v變?yōu)?/span>，根據(jù)動量定理，有：，

代入后得，把各式累加，得，

a棒繼續(xù)前進的距離。