如图所示,在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行金属导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为B0.导轨上端连接一阻值为R的电阻和开关K,导轨电阻不计,两金属棒a和b的电阻

Question

如图所示,在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行金属导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为B0.导轨上端连接一阻值为R的电阻和开关K,导轨电阻不计,两金属棒a和b的电阻都为R,质量分别为ma="0.02" kg和mb="0.01" kg,它们与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦地运动.若将b棒固定,断开开关K,将一竖直向上的恒力作用于a,稳定时a棒以v=10  m/s的速度向上匀速运动,此时再释放b棒,b棒恰能保持静止,取g=10  m/s2,求:

(1)若将a棒固定,开关K闭合,让b棒从静止开始自由下滑,求b棒滑行的最大速度;
(2)若将a、b棒都固定,断开开关K,使匀强磁场的磁感应强度在0.1 s内从B0随时间均匀增大到2B0时,a棒所受到的安培力恰好等于它的重力,求两棒间的距离.

Answer 1

(1) 7.5 m/s(2) h="1" m (1)a棒向上运动时E1=B0lv,I1= ,F1=B0I1l对于b棒F1=mbgb棒下滑到最大速度时E2=B0lvm,I2= ,F2=B0I2l对于b棒F2=mbgvm="7.5" m/s.(2)在磁感应强度增大的过程中E3= I3= F3=2B0I3...