(2011?武漢二模)如圖所示,ACD、EFG為兩根完全相同的直角光滑平行金屬導軌,AC=CD=EF=FG,兩導軌被豎直固定在絕緣水平面上,間距CF=L.兩導軌所在空間存在垂直于CDGF平面向下的勻強磁場,磁感應強度大小為B.兩根質(zhì)量均為m、長度均為L的金屬棒甲和乙分別水平跨放在兩導軌上,兩金屬棒的電阻均為R,其它電阻不計.現(xiàn)同時從靜止開始釋放兩棒,兩棒始終與導軌接觸良好,經(jīng)過時間t,乙棒的速度達到最大(兩棒仍在導軌上),求t時刻甲、乙兩棒的速度各為多大?重力加速度為g.
分析:對甲受力分析由牛頓第二定律求出其加速度,然后根據(jù)v=at求t時刻甲的速度;
乙棒受力平衡時有最大速度,表示出安培力后根據(jù)平衡條件列方程求乙的速度.
解答:解:對甲棒受力分析可知,甲棒做勻加速直線運動,設(shè)加速度為a,由牛頓第二定律:
mgsin45°=ma
t時刻速度:v=at
聯(lián)立解得:v=
2
2
gt
乙棒做加速度減小的變加速運動,t時刻加速度為零,最大速度為v,
根據(jù)法拉第電磁感應定律,感應電動勢:E=BLv
根據(jù)歐姆定回路電流:I=
E
2R

受到安培力:F=BIL
由平衡條件:mgsin45°=F
聯(lián)立解得:v=
2
mgR
B2L2

答:t時刻甲、乙兩棒的速度各為
2
2
gt 和
2
mgR
B2L2
點評:本題的關(guān)鍵是推導出乙所受的安培力表達式,然后知道受力平衡時有最大速度.
練習冊系列答案
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(2011?武漢二模)如圖所示,在光滑的水平地面上有一塊長木板,其左端固定一擋板,擋板和長木板的總質(zhì)量為m1=3kg,其右端放一質(zhì)量為m2=1kg的小滑塊,長木板的右端到擋板的距離為L=lm,整個裝置處于靜止狀態(tài).現(xiàn)對小滑塊施加一水平拉力,將它拉到長木板的正中央時立即撤去拉力,此過程中拉力做功W=20J.此后小滑塊與擋板碰撞(碰撞過程無機械能損失,碰撞時間極短),最終小滑塊恰好未從長木板上掉下來.在小滑塊與長木板發(fā)生相對運動的整個過程中,系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生熱量Q=12J.求
(1)小滑塊最終的速度大;
(2)碰撞結(jié)束時,小滑塊與長木板的速度;
(3)在小滑塊與長木板發(fā)生相對運動的整個過程中,小滑塊運動的位移大。

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①將自由落體儀直立于水平地面上,調(diào)節(jié)水平底座使立柱豎直,固定好吸球器.
②適當調(diào)節(jié)兩光電門1、2的位置,由刻度尺讀出兩光電門的高度差為h1,用吸球器控制使小球自由下落,由光電計時器讀出小球從光電門1到光電門2的時間,重復數(shù)次,求出時間的平均值為t1
③光電門1不動,改變光電門2的位置,由刻度尺讀出兩光電門的高度差為h2,用吸球器控制使小球自由下落,由光電計時器讀出小球由光電門1到光電門2的時間,重復數(shù)次,求出時間的平均值為t2
④計算重力加速度值g.
請回答下列問題:
(1)在步驟③中光電門1的位罝保持不動的目的是
B
B

A、保證小球每次從光電門1到光電門2的時間相同
B、保證小球每次通過光電門1時的速度相同
C、保證小球每次通過光電門1時的重力加速度相同
(2)用測得的物理量表示重力加速度值g=
2(h1t2-h2t1)
t1t2(t1-t2)
2(h1t2-h2t1)
t1t2(t1-t2)

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