问题
问答题
如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻．导体棒a和b放在导轨上，与导轨垂直并良好接触．斜面上水平虚线PQ以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场．现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b棒恰好静止．当a棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力，a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动，此时b棒已滑离导轨．当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时，又恰能沿导轨匀速向下运动．已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R，b棒的质量为m，重力加速度为g，导轨电阻不计．求
（1）a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a棒中的电流强度Ia，与定值电阻R中的电流强度IR之比；
（2）a棒质量ma；
（3）a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F．
答案
（1）a棒为电源，b棒和电阻R等值电阻
=Ia IR 2 1
（2）b棒保持静止，则mbg sinθ=BIbL
Ib=
①mbgsinθ BL
Ia=2Ib ②
a棒脱离磁场后机械能守恒，返回磁场时速度与离开时速度相等，为V，
返回进入磁场时匀速下降，则有：mag sinθ=B2L2V 2R
V=
③2Rmagsinθ B2L2
A棒匀速上升时 切割磁感线 Ia=
④BLV
+RR 2
由①---④得 ma=
m3 2
（3）Ia=2Ib
Ib=mbgsinθ BL
F=magsinθ+BIaL
b受到的安培力：
F=
mgsinθ．7 2
