◎ 题目

如图所示，间距为L、电阻为零的U形金属竖直轨道，固定放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。竖直轨道上部套有一金属条bc，bc的电阻为R，质量为2m，可以在轨道上无摩擦滑动，开始时被卡环卡在竖直轨道上处于静止状态。在bc的正上方高H处，自由落下一质量为m的绝缘物体，物体落到金属条上与金属条发生碰撞，在碰撞之前的瞬间卡环立即释放，碰撞后两者一起继续下落；当金属条下落h时，恰好开始做匀速运动。设金属条与导轨的摩擦和接触电阻均忽略不计，竖直轨道足够长，重力加速度为g，求： （1）金属条开始下落时的加速度； （2）金属条开始下落到恰好开始做匀速运动的过程中感应电流产生的热量。

◎ 答案

解：（1）物体m自由下落与金属条碰撞的速度为 设物体m落到金属条2m上，金属条立即与物体有相同的速度v开始下落，由m和2m组成的系统相碰过程动量守恒 则 此时金属条以速度v向下滑动，切割磁感线，则金属条所受安培力为 对于金属条和物体组成的整体，由牛顿第二定律可得 联立解得金属条开始运动时的加速度为 （2）金属条和物体以速度vm做匀速运动，此时金属条和物体受力平衡，则有 下落h的过程中，由能量守恒得   联立解得

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，间距为L、电阻为零的U形金属竖直轨道，固定放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。竖直轨道上部套有一金属条bc，bc的电阻为R，质量为2m，可以在…”主要考查了你对  【电磁感应现象中的切割类问题】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。