Question

如圖所示，在方向豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有兩條光滑的平行金屬導(dǎo)軌，其電阻不計，間距為l，導(dǎo)軌平面與磁場方向垂直，ab、cd為兩根垂直導(dǎo)軌放置的、電阻都為R、質(zhì)量都為m的金屬棒，棒cd用最大承受拉力為的水平細(xì)線拉住，棒ab在水平拉力F的作用下由靜止開始以加速度a向右做勻加速運(yùn)動．求：

(1)F隨時間的變化規(guī)律；

(2)經(jīng)多長時間細(xì)線將被拉斷?

(3)若在細(xì)線被拉斷的瞬間撤去拉力F，則棒ab和棒cd的最終速度為多大?

(4)從細(xì)線斷開到兩金屬棒達(dá)到最終速度，電路中產(chǎn)生了多少熱量?

Answer 1

答案：略
解析：

解：(1)對ab進(jìn)行受力分析，ab在運(yùn)動過程中受到外力F和安培力作用， 由牛頓第二定律有， 式中，而v=at， ∴． (2)因為cd受到的安培力與ab受到的安培力大小相等方向相反， 所以當(dāng)，即時，繩子被拉斷． (3)因為繩拉斷時，又撤去外力F，ab減速，cd加速，所以當(dāng)兩者速度達(dá)到相同時，磁通量不變，感應(yīng)電流為零，達(dá)最終速度，撤去F時，ab速度為， 由動量守恒定律，∴． (4)從撤去F到達(dá)到最終速度過程中，由能量關(guān)系得電路中產(chǎn)生的熱量 ．