两条平行裸导体轨道c.d所在平面与水平面的夹角为θ.相距为L.轨道下端与电阻R相连.质量为m的金属棒ab垂直跨放在轨道cd上可无摩擦地沿轨道上下滑动.磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直轨道平面斜向上.如图所示.导轨和金属棒的电阻不计.上下的导轨都足够长.有一个水平方向的力垂直金属棒作用在棒上.棒的初速度为零． (1)当水平力大小为F.方向向右时.金属棒ab运动� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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两条平行裸导体轨道c，d所在平面与水平面的夹角为θ，相距为L，轨道下端与电阻R相连，质量为m的金属棒ab垂直跨放在轨道cd上可无摩擦地沿轨道上下滑动，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直轨道平面斜向上，如图所示，导轨和金属棒的电阻不计，上下的导轨都足够长，有一个水平方向的力垂直金属棒作用在棒上，棒的初速度为零．

(1)当水平力大小为F、方向向右时，金属棒ab运动的最大速率是多少？

(2)当水平力方向向左时，其大小满足什么条件，金属棒ab可能沿轨道向下运动？

(3)当水平力方向向左时，取的值使金属棒恰不脱离轨道，金属棒ab运动的最大速率是多少？

答案：
解析：

　　解：(1)棒速度为0时，受力分析如图所示，则棒的状态有三种情况：

　　①若此时Fcosθ＝mgsinθ，金属棒将保持平衡状态，速度为0；

　　②若Fcosθ＞mgsinθ，棒将向上运动，根据楞次定律、左手定则可知所受安培力的方向沿斜面向下，设此时最大速度为v，有：Fcosθ＝mgsinθ＋，又＝BIL＝，代入上式可得棒沿斜面向上运动的最大速度v＝；

　　③若Fcosθ＜mgsinθ，棒将向下运动，同样可知安培力方向沿斜面向上，设此时最大速度为，有：

　　mgsinθ＝Fcosθ＋，

　　又＝BIL＝，代入上式得：棒沿斜面向下运动的最大速度．

　　(2)当力F水平向左时，要使金属棒能沿轨道向下滑动即是使不脱离轨道，则须满足：

　　Fsinθ≤mgcosθ，

　　即力大小须满足F≤mgcotθ；

　　(3)ab棒速度最大时，受力平衡，有：

　　＝F·cosθ＋mgsinθ，

　　又＝BIL＝，代入上式得：

　　v＝，

　　将F＝mgcotθ代入最大速率为v＝．

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科目：高中物理 来源： 题型：

两条平行的裸导体轨道M、N所在平面与水平面间的夹角为θ，相距L，导轨下端与电阻R相连，质量为m的金属棒ab放在导轨上，导轨处在方向垂直斜面上的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示．导轨和金属棒的电阻不计，导轨足够长，有一个水平方向的恒力垂直作用在棒上，棒的初速度为零，关于ab棒运动过程中的速度大小随时间变化的图象可能是（　　）

A．