Question

【題目】如圖所示，兩條足夠長(zhǎng)的平行的光滑裸導(dǎo)軌c、d所在斜面與水平面間夾角為θ，間距為L，導(dǎo)軌下端與阻值為R的電阻相連，質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌水平放置，整個(gè)裝置處在垂直斜面向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．導(dǎo)軌和金屬棒的電阻均不計(jì)，有一個(gè)水平方向的力垂直作用在棒上，棒的初速度為零，則：（重力加速度為g）

（1）若金屬棒中能產(chǎn)生從a到b的感應(yīng)電流，則水平力F需滿(mǎn)足什么條件？

（2）當(dāng)水平力大小為F1，方向向右時(shí)，金屬棒ab加速向上運(yùn)動(dòng)。求金屬棒的最大速度vm是多少？

Answer 1

【答案】（1）F＞mgtanθ；（2）

【解析】

（1）金屬棒中能產(chǎn)生從a到b的感應(yīng)電流，說(shuō)明金屬棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)切割磁感線(xiàn)．受力分析如圖．

Fcosθ＞mgsinθ
得：F＞mgtanθ．
（2）金屬棒加速上滑時(shí)，安培力平行于斜面向下，棒先加速后勻速，勻速時(shí)即為最大速度．

F1cosθ=mgsinθ+F安
F安=BIL=
解得：vmax=