题目内容
如图所示，竖直平行导轨间距l=20cm，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棒的电阻R=0.4Ω，质量m=10g，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，磁感应强度庐B=1T．当ab棒由静止释放0.8S后，突然接通电键，不计空气阻力，设导轨足够长．求ab棒的最终速度的大小．（g取10m/s2）分析：导体最终做匀速运动，达到稳定状态，由力平衡、安培力等知识求解最大速度．
解答：解：ab棒由静止开始自由下落0.8s时速度大小为
V=gt=10×O．8m/s=8m/s
此瞬间ab棒产生的感应电动势为
E=Blv=1×0.2×8V=1.6V
闭合K瞬间ab棒受到安培力为
F=BIL=B
L=1×
×0.2=0.8N
而ab棒的重力为 G=mg=lO×l0-3×10N=0.1N
因为F＞mg，闭合K后ab棒加速度向上，开始做匀减速运动，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，此速度为最终速度设最终速度为V，
则有F′=BI′L=
=mg
代入数据解得，最终速度 V′=
=1m/s
答：ab棒的最终速度的大小为1m/s．
V=gt=10×O．8m/s=8m/s
此瞬间ab棒产生的感应电动势为
E=Blv=1×0.2×8V=1.6V
闭合K瞬间ab棒受到安培力为
F=BIL=B
| E |
| R |
| 1.6 |
| 0.4 |
而ab棒的重力为 G=mg=lO×l0-3×10N=0.1N
因为F＞mg，闭合K后ab棒加速度向上，开始做匀减速运动，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，此速度为最终速度设最终速度为V，
则有F′=BI′L=
| B2L2v′ |
| R |
代入数据解得，最终速度 V′=
| mgR |
| B2L2 |
答：ab棒的最终速度的大小为1m/s．
点评：本题是电磁感应与力学知识的综合，其桥梁是安培力，这类问题往往安培力的分析和计算是关键．
练习册系列答案
相关题目
在水平面上平行放置着两根长度均为L的金属导轨MN和PQ，导轨间距为d，导轨和电路的连接如图所示．在导轨的MP端放置着一根金属棒，与导舅垂直且接触良好．空间中存在竖直向上方向的匀强磁场，磁感应强度为B．将开关S1闭合，S2断开，电压表和电流表的示数分别为U1和I1，金属棒仍处于静止状态；再将开关S2闭合，电压表和电流表的示数分别为U2和I2，金属棒在导轨上由静止开始运动，运动过程中金属棒始终与导轨垂直．设金属棒的质量为m，金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ．忽略导轨的电阻以及金属棒运动过程中产生的感应电动势，重力加速度为g．求：
（2012?资阳三模）如图所示，两根正对的距离为L=1m的平行金属直物直MN、M’、N'位于同一水平面上，两端M、M’之间接一阻值为R=4Ω的定值电阻，NN’端与两条位于竖直平面内的半径均为Ro=0.4m的半圆形光滑金属习口直NP，N'P’平滑连接直轨道的右侧处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，磁场区域的宽度为s=0.5m，且其右边界与NN’重合．现有一质量为m=lkg，电阻为r=1Ω的一导体杆ab静止在距磁场的左边界也为s处．在与杆垂直的，水平向右且大小为38N的恒力F作用下ab杆开始运动．当运动至磁场右边界时撤去F，结果导休杆ab恰好能以最小的速度通过半圆形习U首的最高点PP'．已知导体杆ab在运动过程中与辆连接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数为μ=02，轨道的电阻可忽略不计，重力加速度g取l Om/s2，求：
已知处于北半球的某学校实验室内的地磁场可以视作匀强磁场，且该磁场的竖直分量方向向下，在该校物理实验室的水平桌面上，放置了一个正方形闭合导线线框abcd，线框ab边沿东西方向，ad边沿南北方向，线框各边电阻相等，俯视图如图所示．下列说法正确的是（ ）
