如图4-4-17所示,竖直平行导轨间距l=20 cm,导轨顶端接有一电键K,导

如图4-4-17所示,竖直平行导轨间距l=20 cm,导轨顶端接有一电键K,导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦,ab的电阻R=0.4 Ω,质量m=10 g,导轨的电阻不计,整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度B=1 T.当ab棒由静止释放0.8 s后,突然接通电键,不计空气阻力.设导轨足够长,求ab棒的最大速度和最终速度的大小.(g取10 m/s2

图4-4-17

答案

思路解析:ab棒由静止开始自由下落0.8 s时速度大小为v=gt=8 m/s

则闭合K瞬间,ab棒中产生的感应电流大小I=Blv/R=4 A

ab棒受重力mg=0.1 N

因为F>mg,ab棒加速度向上,开始做减速运动,产生的感应电流和受到的安培力逐渐减小,当安培力F=mg时,开始做匀速直线运动.此时满足=mg解得,最终速度v=mgR/B2l2=1 m/s.

闭合电键时速度最大为8 m/s.

答案:8 m/s  1 m/s

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