(1)导体棒所能达到的最大速度;
(2)试定性画出导体棒运动的速度-时间图像.
答案 (1)10 m/s (2)见解析图
解析 (1)导体棒切割磁感线运动,产生的感应电动势:
E=BLv ①
回路中的感应电流I= ②
导体棒受到的安培力F安=BIL ③
导体棒运动过程中受到拉力F、安培力F安和摩擦力f的作用,根据牛顿第二定律:
F-μmg-F安=ma ④
由①②③④得:F-μmg-=ma ⑤
由⑤可知,随着速度的增大,安培力增大,加速度a减小,当加速度a减小到0时,速度达到最大.
此时有F-μmg-=0 ⑥
可得:vm==10 m/s ⑦
(2)由(1)中分析可知,导体棒运动的速度-时间图像如图所示.
6.如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略,让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.(重力加速度为g)