Question

如圖16-1所示，MN、PQ是兩根足夠長的固定平行金屬導軌，兩導軌間的距離為L，導軌平面與水平面的夾角為θ，在整個導軌平面內都有垂直于導軌平面斜向上方的勻強磁場，磁感應強度為B.在導軌的M、P端連接一個阻值為R的電阻，一根垂直于導軌放置的金屬棒ab,質量為m,從靜止釋放開始沿導軌下滑.求ab棒的最大速度.(要求畫出ab棒的受力圖，已知ab與導軌間的動摩擦因數為μ，導軌和金屬棒的電阻不計)

圖16-1

Answer 1

解析:這是一道高考題，它考查了電磁感應規律與力學規律的綜合應用.

ab下滑做切割磁感線運動，產生的感應電流方向及受力如圖16-2所示.

圖16-2

當ab下滑的加速度a=0時，ab棒的速度最大，設為v_m,此時E=BLv_m                 ①

F=BIL                                                                       ②

mgsinθ=μmgcosθ+                                                  ③

所以v_m=.

答案：v_m=