题目内容
如图所示，在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中有两条光滑固定的平行金属导轨MN、PQ，导轨足够长，间距为L，其电阻不计，导轨平面与磁场垂直。ab、cd为两根垂直于导轨水平放置的金属棒，其接入回路中的电阻均为R，质量均为m。与金属导轨平行的水平细线一端固定，另一端与cd棒的中点连接，细线能承受的最大拉力为T，一开始细线处于伸直状态，ab棒在平行于导轨的水平拉力F的作用下以加速度a向右做匀加速直线运动，两根金属棒运动时始终与导轨接触良好且与导轨相垂直。
（1）求经过多长时间细线被拉断？
（2）若在细线被拉断瞬间撤去拉力F，求两根金属棒之间距离增量
的最大值是多少？
（1）
（2）
解析:
（1）ab棒以加速度a向右运动，当细线断开时，ab棒运动的速度为
，产生的感应电动势E=BL
① 回路中的感应电流
②
cd棒受到的安培力
③ 经时间t细线被拉断，得
④
⑤ 由①②③④⑤式得
⑥
（2）细线断开后，ab棒做减速运动，cd棒做加速运动，两棒之间的距离增大，当两棒达到共同速度
而稳定运动时，两棒之间的距离增量
达到最大值，整个过程回路中磁通量的变化量
=BL⑦ 由动量守恒定律得
⑧
回路中感应电动势的平均值
⑨ 回路中电流的平均值
⑩
对于cd棒，由动量定理得
11
由⑤⑥⑦⑧⑨⑩11式得
。
练习册系列答案
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如图所示，在方向竖直向下的磁感强度B=5T的匀强磁场中，水平放置两根间距d=0.1m的平行光滑直导轨，左端接有电阻R=4Ω，以及电键S和电压表（可看作理想电压表）．垂直于导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab，棒与导轨良好接触．在电键S闭合前、后一外力均使金属棒以速度v=10m/s匀速向右移动，试求：
（2009?上海模拟）如图所示，在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，有两条光滑的平行金属导轨，其电阻不计，间距为L，导轨平面与磁场方向垂直，ab、cd为垂直放置在导轨上的两根相同的金属棒，它们的电阻都为R、质量都为m，abdca构成闭合回路，cd棒用能承受最大拉力为FT的水平细线拉住，ab棒在水平拉力F的作用下以加速度a由静止开始向右做匀加速运动．
如图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，一绝缘轻细线一端固定于O点，另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动．小球的带电量为q，质量为m，绝缘细线长为L，电场的场强为E，若带电小球恰好能通过最高点A，则在A点时小球的速率v1为多大？小球运动到最低点B时的速率v2为多大？运动到B点时细线对小球的拉力为多大？
如图所示，在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两条光滑的平行金属导轨，其电阻不计，间距为L，导轨平面与磁场方向垂直，ab、cd为两根垂直导轨放置的、电阻都为R、质量都为m的金属棒．棒cd用水平细线拉住，棒ab在水平拉力F的作用下以加速度a静止开始向右做匀加速运动，求：
（2005?淮安二模）如图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，用绝缘细线拴着带负电的小球（视为质点）在竖直平面内绕O点做圆周运动，则下列判断正确的是（ ）