如图所示,两根固定的光滑金属轨道间距为L,与水平面夹角为θ,轨道间存在垂直轨道平面向上的磁场,磁感应强度大小为B。质量均为m、电阻均为R的金属杆ab、cd同时从轨道上由静止释放。ab杆释放位置与轨道底部的挡板相距为d,撞击挡板后立即停止。轨道足够长且电阻忽略不计,重力加速度为g。
(1)求ab杆释放瞬间时的加速度大小;
(2)分析并写出ab杆下滑过程中速度随时间变化的关系式;
(3)分析d取不同值时,cd杆在ab停止后继续下滑过程中可能的速度变化情况。
【答案】(1)ab杆释放瞬间时的加速度大小为a=gsinθ;
(2)ab杆下滑过程中速度随时间变化的关系式为v=gtsinθ;
(3)cd杆在ab停止后继续下滑过程中可能的速度变化情况为:当时,cd杆将匀速运动,
当时,cd杆可能先减速下滑,再匀速运动;也可能一直减速下滑。
当时,cd杆可能先加速下滑,再匀速运动;也可能一直加速下滑。
(2)ab杆下滑过程中速度随时间变化的关系式为v=gtsinθ;
(3)cd杆在ab停止后继续下滑过程中可能的速度变化情况为:当
d
=
2
m
2
g
R
2
sinθ
B
4
L
4
当
d
>
2
m
2
g
R
2
sinθ
B
4
L
4
当
d
<
2
m
2
g
R
2
sinθ
B
4
L
4
【解答】
【点评】
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