如图所示,竖直放置的两光滑平行金属棒置于垂直于导轨向里的匀强磁场中,两根质量相同的金属棒A和B,和导轨紧密接触且可以自由滑动,先固定A,释放B,当B速度达到10 m/s时,再放A棒,经1 s时间的速度可达到12 m/s,则( )
A.当vA=12 m/s时,vB=18 m/s
B.当vA=12 m/s时,vB=22 m/s
C.若导轨很长,它们的最终速度必相同
D.它们最终速度不相同,但速度差恒定
设计意图:本题考查光滑金属导轨在磁场中的运动和受力情况. 解析:B棒先向下运动,切割磁感线产生感应电流,电流从右向左流过B棒,在A棒中电流方向是从左向右,两棒中电流在磁场中受到的安培力大小相等,方向是A棒受力向下,B棒受力向上.B棒中的安培力阻碍B棒的运动,释放A棒后,A棒在重力和安培力的作用下,向下加速,经时间t,根据动量定理:mgt+I安=mvA(I安表示安培力的冲量),在这段时间B棒为mgt-I安=mvB-mv0,根据这两式可解得答案A. 在A、B棒向下运动过程中,A棒的加速度为aA=g+ 易错点:A、B棒的互动中,B棒是主动的,A棒是被动的,但A棒反过来作用B棒,它们的中介桥梁是安培力. 答案:AC |
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mg | q |
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