问题 填空题

A、如图,一U型光滑足够长的金属导轨与水平面成30°角,导轨的上面有一电阻R,导轨间距为L,一质量为m,电阻为r的金属棒跨搁在导轨上,整个装置处于垂直于导轨的斜向上的匀强磁场B中,现将金属棒自静止释放,在其运动的过程中,最大加速度为______,最大速度为______.

答案

金属棒下滑过程中受到重力、导轨的支持力和沿斜面向上的安培力.

设棒的速度为v时,导体棒所受的安培力大小为FA

由E=BLv、I=

E
R+r
、FA=BIL得

  FA=

B2L2v
R+r

根据牛顿第二定律得:

  mgsin30°-FA=ma,

代入得:mgsin30°-

B2L2v
R+r
=ma,

可见,当v=0时,加速度a最大,最大加速度为gsin30°;

当a=0时,速度最大,最大速度为

mgsin30°(R+r)
B2L2

故答案为:gsin30°,

mgsin30°(R+r)
B2L2

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