Question

如圖所示為兩根豎直地放置在地面上的金屬框架，框架的上端接有一電容量為C的電容器。框架上有一質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒，平行于地面放置，與框架接觸良好無(wú)摩擦，棒離地面高度為h。強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與框架平面相垂直。開(kāi)始時(shí)電容器不帶電。自靜止起將棒釋放，問(wèn)棒落到地面需要多少時(shí)間？

Answer 1

解析試題分析：設(shè)某瞬時(shí)棒的加速度為，則由牛頓第二定律得      
是這一瞬時(shí)的安培力          
i是這一瞬時(shí)的感應(yīng)電流。取一個(gè)極短的時(shí)間Δt，有             
ΔQ為在極短時(shí)間內(nèi)流過(guò)棒的電量，也就是給電容器充電的電量。對(duì)于電容器，有
 因而      
ΔU是這極短時(shí)間內(nèi)電壓的增量，電壓的增量等于感生電動(dòng)勢(shì)的增量，即
    而         于是 
與時(shí)間t無(wú)關(guān)，即棒做運(yùn)加速運(yùn)動(dòng)。由          
得棒落到地面的時(shí)間為
考點(diǎn)：考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)
點(diǎn)評(píng)：極短時(shí)間內(nèi)電壓的增量，電壓的增量等于感生電動(dòng)勢(shì)的增量，