题目

（18分）如图所示，竖直平行导轨间距l=20cm，导轨顶端接有一电键K. 导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦，ab的电阻R=0.4Ω，质量m=10g，导轨的电阻不计，整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中，磁感强度B=1T. 当ab棒由静止释放0.8s后，突然接通电键，不计空气阻力，设导轨足够长. 求ab棒的最大速度和最终速度的大小. (g取10m/s2) 答案：（18分）ab棒由静止开始自由下落0.8s时速度大小为  v=gt=8m/s  （2分）     则闭合K瞬间，导体棒中产生的感应电流大小  I＝Blv/R=4A    （2分）     ab棒受安培力   F=BIl=0.8N   （2分） ab棒受重力     mg=0.1N     （2分） 因为F＞mg，ab棒加速度向上，开始做减速运动，产生的感应电流和受到的安培力逐渐减小，当安培F`=mg时，开始做匀速直线运动。   （4分） 此时满足          （2分） 解得，最终速度    v`=mgR/B2l2=1m/s。    （2分）     闭合电键时速度最大为8m/s。     （2分）

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