Question

【题目】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，磁感强度B=1T。当ab棒由静止释放0.8 s后，突然接通电键，不计空气阻力，设导轨足够长。求ab棒的最大速度和最终速度的大小（g取10m/s2）。

Answer 1

【答案】V=1m/s。

【解析】试题分析：金属棒先做自由落体运动，闭合电键的瞬间安培力大于重力，导体棒要做加速度减小的加速运动，知道安培力等于重力时做匀速直线运动。

ab棒由静止开始自由下落0.8s时速度大小为υ=gt=8m/s

则闭合K瞬间，ab棒中产生的感应电流大小I=Blυ/R=4A

ab棒受重力mg=0.1N

因为F>mg，ab棒加速度向上，开始做减速运动，

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。

此时满足

解得，最终速度。

闭合电键时速度最大为8m/s