Question

A、如圖，一U型光滑足夠長的金屬導軌與水平面成30°角，導軌的上面有一電阻R，導軌間距為L，一質量為m，電阻為r的金屬棒跨擱在導軌上，整個裝置處于垂直于導軌的斜向上的勻強磁場B中，現將金屬棒自靜止釋放，在其運動的過程中，最大加速度為    ，最大速度為    ．

Answer 1

【答案】分析：分析金屬棒的受力情況，推導出安培力表達式，即可分析速度多大時，加速度最大，并分析出加速度多大時，速度最大．
解答：解：金屬棒下滑過程中受到重力、導軌的支持力和沿斜面向上的安培力．
設棒的速度為v時，導體棒所受的安培力大小為F_A．
由E=BLv、I=、F_A=BIL得
  F_A=
根據牛頓第二定律得：
  mgsin30°-F_A=ma，
代入得：mgsin30°-=ma，
可見，當v=0時，加速度a最大，最大加速度為gsin30°；
當a=0時，速度最大，最大速度為．
故答案為：gsin30°，
點評：本題是電磁感應中收尾速度問題，運用牛頓第二定律進行分析和求解，關鍵是安培力的計算．