Question

如圖所示，豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L，上端串有電阻R(其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計(jì))．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外．金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)摩擦．從靜止釋放后ab保持水平而下滑．試求ab下滑的最大速度v_m

Answer 1

答案：
解析：

解：釋放瞬間ab只受重力，開(kāi)始向下加速運(yùn)動(dòng)．隨著速度的增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、感應(yīng)電流I、安培力F都隨之增大，加速度隨之減小．當(dāng)F增大到F＝mg時(shí)，加速度變?yōu)榱�，這時(shí)ab達(dá)到最大速度． 　　由，可得 　　這道題也是一個(gè)典型的習(xí)題．要注意該過(guò)程中的功能關(guān)系：重力做功的過(guò)程是重力勢(shì)能向動(dòng)能和電能轉(zhuǎn)化的過(guò)程；安培力做功的過(guò)程是機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的過(guò)程；合外力(重力和安培力)做功的過(guò)程是動(dòng)能增加的過(guò)程；電流做功的過(guò)程是電能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化的過(guò)程．達(dá)到穩(wěn)定速度后，重力勢(shì)能的減小全部轉(zhuǎn)化為電能，電流做功又使電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．這時(shí)重力的功率等于電功率也等于熱功率． 　　進(jìn)一步討論：如果在該圖上端電阻右邊安一只電鍵，讓ab下落一段距離后再閉合電鍵，那么閉合電鍵后ab的運(yùn)動(dòng)情況又將如何？(無(wú)論何時(shí)閉合電鍵，ab可能先加速后勻速，也可能先減速后勻速，但最終穩(wěn)定后的速度總是一樣的)．