Question

如图所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距0.2m，金属导体棒ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab的电阻为0.4Ω，导轨电阻不计，导体棒ab的质量为0.4g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁应强度为0.2T，且磁场区域足够大，当ab导体棒自由下落0.4s时，突然接通电键K，求：

（1）K接通的瞬间，ab导体棒的加速度；

（2）ab导体棒匀速下落的速度是多少？（g取10m/s2）

Answer 1

（1）30m/s2 ；方向向上 ；（2）1m/s

【解析】

试题分析：（1）闭合K之前导体自由下落的末速度为：v0=gt=4m/s

K闭合瞬间，导体产生感应电动势，回路中产生感应电流。ab立即受到一个竖直向上的安培力。此刻导体棒所受到合力的方向竖直向上，与初速度方向相反，加速度为a,由牛顿第二定律得， 解得：a=30m/s2 方向向上

（2）匀速运动时速度为v,此时，解得v=1m/s

考点：牛顿第二定律；安培力.