Question

【题目】足够长的平行金属导轨相距L，与水平面的夹角为θ，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，虚线上方轨道光滑且磁场方向向上，虚线下方轨道粗糙且磁场方向向下．在导体棒EF以初速度v0沿导轨上滑至最大高度的过程中，导体棒MN一直静止在导轨上．若两导体棒质量均为m、电阻均为R，导轨电阻不计，重力加速度为g，在此过程中导体棒EF上产生的焦耳热为Q，求：

(1)导体棒MN受到的最大摩擦力；

(2)导体棒EF上升的最大高度．

(3)当导体棒EF返回出发点时导体棒MN的加速度

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）0

【解析】

（1）导体棒EF向上做减速运动，产生的感应电动势和感应电流逐渐减小，MN所受的安培力方向沿导轨向下，大小不断减小，所以EF棒刚开始运动时MN所受的摩擦力最大。
EF获得向上初速度v0时，产生感应电动势 E=BLv0
电路中电流为I，由闭合电路欧姆定律：
此时对导体棒MN受力分析，由平衡条件：FA+mgsinθ=f
FA=BIL
解得：

（2）导体棒上升过程MN一直静止，对系统由能的转化和守恒定律得：

解得：

（3）当棒EF返回时，可知感应电流方向反了，两棒所受的安培力方向也反了。又根据能量守恒定律，棒EF返回出发点时的速度一定小于初速度，则棒MN所受安培力也一定小于初始值，所以不可能拉动棒MN。即加速度为零.