Question

如圖所示，有一磁感強(qiáng)度的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置一很長(zhǎng)的U型金屬框架，框架上有一導(dǎo)體保持與框架邊垂直接觸、且由靜止開(kāi)始下滑。已知長(zhǎng)，質(zhì)量為，電阻為，框架光滑且電阻不計(jì)，取，求：

（1）導(dǎo)體下落的最大加速度；
（2）導(dǎo)體下落的最大速度；
（3）導(dǎo)體在最大速度時(shí)產(chǎn)生的電功率。

Answer 1

（1）（2）10m/s（3）10W

試題分析：（1）對(duì)導(dǎo)體棒分析可知，其開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)受合力最大，即為重力
由牛二定律可知最大加速度：           (2分)
（2）根據(jù)導(dǎo)體下落的最大速度時(shí)，加速度為零        (1分)
此時(shí)有：      (1分)
       (1分)
             (1分)
         (1分)
聯(lián)立以上各式得：        (1分)
（3）導(dǎo)體棒最大速度時(shí)其電功率：         (2分)
由以上各式得：            (1分)
點(diǎn)評(píng)：本題難度較小，導(dǎo)體棒下落的速度逐漸增大，安培力增大，當(dāng)安培力增大到等于重力時(shí)，導(dǎo)體棒向下做勻速運(yùn)動(dòng)