Question

.如图所示，PQ、P′Q′为竖直放置足够长、宽度为L的金属导轨。有一电阻为R、质量为m的金属板条被细线悬挂着，它与导轨始终接触良好，组成闭合回路，初始时处于水平静止状态。质量为M的绝缘块以速度V₀竖直向上打到板条上并粘在木板条上推动板条向上运动。运动中板条保持水平。设匀强磁场的方向垂直纸面向里，宽度为L₀磁感应强度为B（摩擦不计，轨道电阻不计），问：① 板条刚开始运动时感应电动势多大？

② 在板条上升过程中，当板条有向上的速度V时，物块对板条的作用力多大？

③ 若板条运动的最大高度为H，则在板条上升的时间内安培力做了多少功？

Answer 1

 解：（1）M与金属条进行完全非弹性碰撞，由动量守恒M=(M+m)得=

所以有E=BL₀=

（2）在板条上升过程中，对物块和板条整体考虑：

所以有：

隔离物块有：

所以

有牛顿第三定律可知物块对板条的作用力与板条对物块的作用力等大反向，因此物块对板条的作用力为

（3）由动能定理可得：

所以：