解题思路:(1)导体棒AB匀速下滑时,导体棒处于平衡状态,所受安培力与重力平衡,由此列方程可正确解答.
(2)当导体棒迅速掷向cd时,导体棒cd产生的感应电流方向与电源电流方向相同,由此求出流过导体棒电流大小,判断其所受安培力的大小和方向,然后根据牛顿第二定律求出其加速度大小.
(1)当双刀双掷开关向ab且AB下滑达到稳定速度时,AB所受重力与AB所受的安培力平衡,则有:
E=Blυm ①
I1=
E
R②
F=BI1L③
mg=F ④
解得:υm=
mgR
B2L2=8m/s;
(2)由(1)问可知,当导体AB稳定时,E=Blυm=2V ⑤
电源的电动势为E′=2V,所以当AB稳定下滑时,将双刀双掷开关迅速倒向cd时,设电路中的电流为I2,则有:
I2=
E+E′
R=0.8A ⑥
由牛顿第二定律有:
BI2L-mg=ma ⑦
解得:a=10m/s2,方向竖直向上.
答:(1)当双刀双掷开关掷向ab时,导体棒AB下滑的稳定速度为8m/s;
(2)将双刀掷刀关迅速掷向cd瞬间,导体棒AB的加速度大小:a=10m/s2,方向竖直向上.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;牛顿第二定律;闭合电路的欧姆定律;安培力;电磁感应中的能量转化.
考点点评: 本题综合考查了共点力平衡、导体切割磁感线产生电动势以及闭合电路欧姆定律,综合性强,是考查学生知识综合应用能力的好题.