题目内容
【题目】如图所示,两根光滑的足够长直金属导轨MN、M′N′平行置于竖直面内,导轨间距为L,导轨上端接有阻值为R的电阻。质量为m、长度也为L、阻值为r的金属棒ab垂直于导轨放置,且与导轨保持良好接触,其他电阻不计。导轨处于磁感应强度为B、方向水平向里的匀强磁场中,现将ab棒由静止释放,在重力作用下向下运动,
求:金属棒ab在运动过程中的最大速度。
【答案】
【解析】试题分析:金属棒先向下做加速度减小的加速运动,后做匀速运动,速度达到最大.根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和安培力公式及平衡条件,求解最大速度的大小。
设ab上产生的感应电动势为E,回路中的电流为I,电路总电阻为R+r,则最后ab以最大速度匀速运动,有E=Blvm
由闭合电路欧姆定律有:
由平衡方程得: mg-BIl =0
以上联立解得:
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