Question

【题目】如图所示，竖直放置的U形导轨宽为I，上端串有电阻R（其余导体部分的电阻都忽略不计）。磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦。从静止释放后M保持水平而下滑，（重力加速度为g）试求：

（1）ab的最大加速度速度大小am；

（2）ab下滑的最大速度速度Vm；

（3）若ab棒由静止开始经t时间恰打到最大速度，则这一过程ab棒下落的高度h是多少。

Answer 1

【答案】(1) =g；(2) ；(3) h=-；

【解析】

(1) ab棒开始向下作加速运动，随着速度的增大，感应电动势E、感应电流I、安培力F都随之增大，ab棒所受的合力减小，加速度随之减小。开始时棒的加速度最大=g

(2)当F增大到F=mg时，加速度变为零， ab棒达到最大速度。由，

可得

(3) 若ab棒由静止开始经t时间恰打到最大速度时，设该过程安培力冲量大小为：

由动量定理可得：

带入得：