问题
问答题
如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L,导轨平面与水平面成θ角,下端连接阻值为R的电阻,匀强磁场方向竖直向上,磁感应强度为B.质量为m,电阻不计的金属棒放在两导轨上距导轨下端足够远,将棒由静止释放,棒始终与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的摩擦不计.求金属棒沿导轨下滑的最大加速度和最大速度.
答案
当ab刚开始运动时有最大的加速度,此时速度为v,感应电流为零,导体棒所受的安培力为零,则最大加速度为 am=
=gsinθ mgsinθ m
导体棒产生的感应电动势 E=BLvcosθ
感应电流 I=E R
导体棒所受的安培力大小为 F=BIL
ab的速度最大时,做匀速直线运动,合外力为0,则有
Fcosθ-mgsinθ=0
解得 最大速度为v=mgRsinθ B2L2cos2θ
答:金属棒沿导轨下滑的最大加速度为gsinθ,最大速度为
.mgRsinθ B2L2cos2θ