金属棒沿导轨滑动问题例析

• 作者: 刘彪
• 来源期刊: 高中生
• 学科: 教育
• 年，卷（期）: 2004,（12）
• 页码范围: 43-44
• 页数: 2页
• 分类号: G63

摘要

一、单金属棒沿导轨滑动问题1.平面型例1如图所示,有恒定的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里(俯视图).磁场中有一固定的U型导轨,轨道平面与磁感线垂直,ab和cd边足够长,bc边长为l.棒ef可在导轨上自由滑动,其电阻为R.现对棒ef施一水平向右的恒力F,不计摩擦,求F的最大功率.解析对棒ef的滑动分析如下:棒ef在力F的作用下,由静止开始做加速运动.棒ef切割磁感线,在由棒和导轨组成的回路中产生感应电动势.随着棒ef的速度的增加,回路中的感应电动势也增加,ef中的感应电流也增加,导致棒ef所受的安培力增大,该力与F反向.因此棒ef的加速度不断减小,即棒ef做加速度不断减小的加速运动.当加速度减小为零时,速度达到最大.此后,棒ef以这一最大速度做匀速直线运动.由力的平衡条件有F=F安.由磁场对电流的作用有F安=BIl.由电磁感应定律有I=EmR=BlvmR.联立以上三式,求得F的最大功率为Pm=Fvm=F2RB2l2.2.斜面型例2光滑的U型金属导轨的宽度为d,导轨平面与水平面的夹角为θ,底端接一只阻值为R的电阻(如图甲所示),放在垂直导轨平面向上的磁感应强度为B的匀强磁场中.一根质量为m的金属杆从...