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如图所示,竖直平行导轨间距L,导轨顶端接有两个阻值为R的电阻,其中一电阻两端与电...

如图所示竖直平行导轨间距L,导轨顶端接有两个阻值为R的电阻,其中一电阻两端与电键S相连导体捧ab与导轨接触良好且无摩擦.导体棒的电阻为r,质量为m,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,磁感应强度为B设导轨足够长,重力加速度为g,不计空气阻力现将导体棒由静止释放

1计算导体棒的最终速度;

2经过足够长的时间后闭合电键S分析并说明S闭合前后,回路中的最终电流如何变化;

3经过足够长的时间后闭合电键S,画出S闭合后导体棒速度-时间图像的大致图线,并求出速度和加速度的变化区间.

 

(1)(2)见解析;(3)从到0 【解析】(1)导体棒最终匀速运动,合力为0.安培力大小等于重力大小 根据平衡条件有: 解得 (2)S闭合前后,导体棒最终做匀速直线运动,合力为0. 以导体棒为对象,有mg=BImL 即 与电路电阻无关,故最终电流不变. (3)速度-时间图像大致如图; . S闭合前,导体棒最终匀速运动的速度为 S闭合后,电路的电阻减小,导体棒最终匀速运动的速度为 速度的变化区间为:从到 S闭合瞬间,由于电阻突然减小,导体棒受到的安培力大于重力,根据牛顿第二定律有 即 (方向竖直向上) 导体棒做减速运动,经过足够长时间后,最终匀速运动,加速度为0.加速度的变化区间为:从到0
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