题目内容

一个长为L,质量为m,电阻为R的导体ab,沿着竖直放置的光滑的平行导轨下滑,导轨的电阻不计,长度足够,匀强磁场的磁感应强度为B,方向水平向里,如图所示.则导体ab在整个运动过程中的最大速度为多少?产生的最大电流为多大?
分析:金属棒ab从静止开始沿导轨下滑过程中,所受的安培力随速度的增大而增大,安培力先小于棒的重力,后等于重力,则知金属棒沿斜面向下做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度减小到0时,达到最大速度.根据平衡条件求解最大速度.并求出感应电流.
解答:解:当ab棒做匀速直线运动时,速度最大,设为vm
根据E=BLvm,I=
E
R
,F=BIL,
得安培力为:F=
B2L2vm
R

根据平衡条件得:F=mg
联立上两式得:vm=
mgR
B2L2
,I=
mg
BL

答:导体ab在整个运动过程中的最大速度为
mgR
B2L2
,产生的最大电流为
mg
BL
点评:本题是单根导体在导轨滑动的类型,从力的角度求速度,也可以从能量的角度研究如下:mgvm=
E2
R
=
(BLvm)2
R
,也可以求解最大速度.
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