Question

如圖所示，在磁感應強度為B的水平方向的勻強磁場中豎直放置兩平行導軌，磁場方向與導軌所在平面垂直。導軌上端跨接一阻值為R的電阻（導軌電阻不計）。兩金屬棒a和b的電阻均為R，質(zhì)量分別為和，它們與導軌相連，并可沿導軌無摩擦滑動。閉合開關S，先固定b，用一恒力F向上拉，穩(wěn)定后a以的速度勻速運動，此時再釋放b，b恰好保持靜止，設導軌足夠長，取。

（1）求拉力F的大�。�

（2）若將金屬棒a固定，讓金屬棒b自由滑下（開關仍閉合），求b滑行的最大速度；

（3）若斷開開關，將金屬棒a和b都固定，使磁感應強度從B隨時間均勻增加，經(jīng)0.1s后磁感應強度增到2B時，a棒受到的安培力正好等于a棒的重力，求兩金屬棒間的距離h。

Answer 1

解析：（1）（6分）a棒勻速運動，                                         （2分）

       b棒靜止,                                                                              （1分）

                                                                                           （1分）

                                                                            （2分）

       （2）（6分）當a以v₁勻速運動時：,  ks5u       

 b恰好保持靜止，=，  ①   （2分）                                         當b自由滑下至勻速運動時：

         ②                  （2分）

       ①②式聯(lián)立得        ks5u    （2分）

（3）（6分）                      （1分）                     

                                                                        （1分）                     

                                 ③                         （2分）

       由①③    聯(lián)立得h=                                                            

       代入數(shù)值，得                                                          （2分）