题目内容
如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和
是两根用细线连接
的金属杆,其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;
两杆的总电阻为R,导轨间距为
。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略,重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好。求
(1)细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比;
(2)两杆分别达到的最大速度。
![]()
【解析】(1)根据初状态静止,有
,设MN加速度为
,M’N’加速度为
,在t=0时刻将细线烧断时,![]()
,向上,
,向下,在将细线烧断后,设安培力为
,因为MN受安培力向下,M’N’ 受安培力向上,二者大小相等,则
,向上;
,向下,所以在任意时刻两杆运动的加速度之比为
,因此在任意时刻两杆运动的速度之比为![]()
。①
(2) 两杆达到最大速度时,皆受力平衡,对M’N’有
,感应电动势
,电流
,安培力
,所以
,得
②联立①②解得
,![]()
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