(15分)如图所示,两根完全相同的“V”字形导轨OPQ与KMN倒放在绝缘水平面上,两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置,其间距为L,电阻不计。两条导轨足够长,所形成的两个斜面与水平面的夹角都是α.两个金属棒ab和的质量都是m,电阻都是R,与导轨垂直放置且接触良好.空间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.
(1)如果两条导轨皆光滑,让固定不动,将ab释放,则ab达到的最大速度是多少?
(2)如果将ab与同时释放,它们所能达到的最大速度分别是多少?
(1)(2)
题目分析:(1) ab运动后切割磁感线,产生感应电流,而后受到安培力,当受力平衡时,加速度为0,速度达到最大,受力情况如图所示.
则: mgsinα=F安cosα (2分)
又F安=BIL (2分)
I=E感/2R (2分)
E感=BLvmcosα (2分)
联立上式解得 (2分)
(2)若将ab、同时释放,因两边情况相同,所以达到的最大速度大小相等,这时ab、
都产生感应电动势而且是串联.
∴mgsinα=F安‘cosα (1分) F安‘=BL (1分)
(1分) ∴
。 (2分)