Question

(1)当电压表的读数为U=0.2V时，棒L₂的加速度多大？
(2)棒L₂能达到的最大速度v_m.
(3)若在棒L₂达到最大速度v_m时撤去外力F，并同时释放棒L₁，求棒L₂达到稳定时的速度
(4)若固定棒L₁，当棒L₂的速度为v，且离开棒L₁距离为S的同时，撤去恒力F，为保持棒L₂做匀速运动，可以采用将B从原值(B0=0.2T)逐渐减小的方法，则磁感应强度B应怎样随时间变化(写出B与时间t的关系式)？
     

Answer 1

（1）（2）
（3）（4）

(1)∵L₁与L₂串联
∴流过L₂的电流为:        ①      (2分)
L₂所受安培力为:F^′="BdI=0.2N                 " ②      (2分)
∴     ③      (2分)
(2)当L₂所受安培力F_安=F时，棒有最大速度v_m，此时电路中电流为I_m.
则：F_安=BdI_m                        ④        (1分)
                      ⑤        (1分)
F_安=F                           ⑥       (1分)
由④⑤⑥得：     ⑦        (2分)
(3)撤去F后，棒L₂做减速运动，L₁做加速运动，当两棒达到共同速度v_共时，L₂有稳定速度，对此过程有：
        ⑧       (2分)
∴     ⑨       (2分)
(4)要使L₂保持匀速运动，回路中磁通量必须保持不变，设撤去恒力F时磁感应强度为B₀，t时刻磁感应强度为B_t，则：
B₀dS=B_td（S+vt）            ⑩        (3分)
∴                        (2分)