Question

【题目】如图所示，倾角、宽的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上一根质最，电阻的金属棒ab垂直于导轨放置现用一平行于导轨向上的牵引力F作用在棒上，使ab棒由静止开始沿导轨向上运动，运动中ab棒始终与导轨接触良好导轨电阻不计，重力加速度g取求：

若牵引力恒定，定性论述ab棒的运动过程．

若牵引力的功率P恒为72W，则ab棒运动的最终速度v为多大？

当ab棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力，从撤去牵引力到ab棒的速度为零，通过ab棒的电量，则撤去牵引力后ab棒滑动的距离S多大？

Answer 1

【答案】(1)先做加速度逐渐减小的加速运动，再做匀速直线运动 (2) (3)

【解析】

（1）ab棒向上先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动．
（2）当加速度为零时，ab棒最终做匀速运动，结合共点力平衡以及P=Fv求出ab棒最终的速度．
（3）根据电流的定义式，结合法拉第电磁感应定律求出撤去牵引力后ab棒滑动的距离．

(1)ab棒先做加速度逐渐减小的加速运动，即图线的斜率逐渐减小，最终做匀速直线运动，即图线与时间轴平行，v-t图象如图所示

(2)当以恒定功率牵引ab棒时，①

②

③

④

代入数据得：舍去⑤

(3)设撤去F后ab棒沿导轨向上运动到速度为零时滑动的距离为s，通过ab的电荷量，⑥

又⑦

⑧

⑨

联立⑥⑦⑧⑨各式得：．