如图1，abcd为质量M的导轨，放在光滑绝缘的水平面上，另有一根质量为m的金属棒PQ平行bc放在水平导轨上，P...

问题详情：

如图1，abcd为质量M的导轨，放在光滑绝缘的水平面上，另有一根质量为m的金属棒PQ平行bc放在水平导轨上，PQ棒左边靠着绝缘固定的竖直立柱e、f，导轨处于匀强磁场中，磁场以OO′为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁感应强度均为B．导轨bc段长l，其电阻为r，金属棒电阻为R，其余电阻均可不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数μ．若在导轨上作用一个方向向左、大小恒为F的水平拉力，设导轨足够长，PQ棒始终与导轨接触．试求：

（1）导轨运动的最大加速度amax；

（2）流过导轨的最大感应电流Imax；

（3）在如图2中定*画出回路中感应电流I随时间t变化的图象，并写出分析过程．

【回答】

解：（1）由牛顿第二定律 F﹣BIl﹣μ（mg﹣BIl）=Ma

导轨刚拉动时，υ=0，I感=0，此时有最大加速度amax=

（2）随着导轨速度增加，I感增大，a减小，当a=0时，有最大速度υm

由上式，得

则：

（3）从刚拉动开始计时，t=0时，υ0=0，I感=0；t=t 1时，υ达最大，I感=Im；0～t 1之间，导轨做速度增加，加速度减小的变加速运动，I感与υ成正比关系，以后a=0，速度保持不变，I感保持不变．

答：（1）导轨运动的最大加速度是；

（2）流过导轨的最大感应电流是；

（3）定*画出回路中感应电流I随时间t变化的图象如图．

知识点：安培力与洛伦兹力单元测试

题型：计算题