题目内容
如图 11－20所示光滑平行金属轨道abcd，轨道的水平部分bcd处于竖直向上的匀强磁场中，bc部分平行导轨宽度是cd部分的2倍，轨道足够长。将质量相同的金属棒P和Q分别置于轨道的ab段和cd段。P棒位于距水平轨道高为h的地方，放开P棒，使其自由下滑，求P棒和Q棒的最终速度。
解析:
【错解】
设P，Q棒的质量为m，长度分别为2l和l，磁感强度为B，P棒进入水平轨道的速度为v0，对于P棒，运用机械能守恒定律得
当P棒进入水平轨道后，切割磁感线产生感应电流。P棒受到安培力作用而减速，Q棒受到安培力而加速，Q棒运动后也将产生感应电动势，与P棒感应电动势反向，因此回路中的电流将减小。最终达到匀速运动时，回路的电流为零，所以
εP=εQ
即2BlvP=BlvQ
2vp=vQ
对于P，Q棒，运用动量守恒定律得到
mv0=mvp+mvQ
【错解原因】
错解中对P，Q的运动过程分析是正确的，但在最后求速度时运用动量守恒定律出现错误。因为当P，Q在水平轨道上运动时，它们所受到的合力并不为零。FP=2Bll FQ=Bll（设I为回路中的电流），因此P，Q组成的系统动量不守恒。
【分析解答】
设P棒从进入水平轨道开始到速度稳定所用的时间为△t，P，Q
对PQ分别应用动量定理得
【评析】
运用动量守恒定律和机械能守恒定律之前，要判断题目所给的过程是否满足守恒的条件。动量守恒的条件是：系统所受的合外力为零，或者是在某一方向上所受的合外力为零，则系统在该方向上动量的分量守恒
,正电荷 B.
,正电荷 C.
,负电荷
某试验小组为了探究通电长直导线产生的磁场的磁感应强度B与导线上电流强度I0和距离r间的关系，设计了如图11-1-10所示的试验：一根固定通电长直导线通以可调节的电流强度I0，一根可以自由运动的短导线与之在同一平面内，通以恒定的电流I=2A，长度L=0.1m，应用控制变量法：（1）使两导线距离r保持不变,调节长直导线中的电流强度I0，测得相应的磁场力F，得到如下实验数据：
| 试验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 电流强度I0/A | 5.0 | 10 | 15 | 20 | 25 |
| 磁场力F/×10-4N | 1.01 | 2.00 | 2.98 | 3.96 | 5.02 |
| 磁感应强度B/×10-3T |
填充上述表格中的磁感应强度B一栏的值，并归纳磁感应强度B和产生磁场的长直导线上的电流I0的关系是______________．
（2）使长直导线中的电流强度I0保持不变，调节短导线与之的距离r，测得相应的磁场力F，得到如下实验数据：
| 试验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 距离r/m | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 |
| 磁场力F/×10-4N | 12.0 | 5.9 | 4.1 | 3.0 | 2.4 |
| 磁感应强度B/×10-3T |
填充上述表格中的磁感应强度B一栏的值，并归纳磁感应强度B和空间位置与长直导线间的距离r的关系是______________．
