问题 计算题

如图所示,MN和PQ是竖直放置的两根平行的金属导轨,它们相距为L,整个装置置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,导体棒ab可沿导轨无摩擦地滑动,若导轨足够长,导体棒ab电阻为r.试分析:

(1)若在M、P端接一个阻值为R的定值电阻(如图(甲)所示),导体棒ab从静止开始下滑,则导体棒ab最终稳定时导体棒ab上什么物理量将为一定值,该定值等于多少?

(2)若将(1)问中地电阻器换成一个电容为C的电容器,导体棒ab电阻忽略不计,(如图(乙)所示),其它条件不变,再回答(1)问中的问题.

答案

解:(1)导体棒在重力作用下向下运动后,产生感应电动势,形成闭合回路,从而导体棒ab受到向上的安培力作用,因此导体棒ab将做加速度逐渐减小的加速运动,当重力与安培力平衡时将做匀速运动

因此导体棒ab最终稳定时运动速度将为一定值,这时有:mgF

FBILEBLv

,即

(2)当在MP之间接一个电容时,导体棒ab开始在重力作用下加速运动,从而使电容器上的电压逐渐增大,电容器不断充电,导体棒ab上有电流流过,所以将在重力和安培力的共同作用下加速向下运动

到某一时刻,导体棒ab的运动趋于稳定时,有mgBILma

得:,说明最终具有稳定的加速度

判断题
单项选择题