Question

高二物理电磁感应双杆问题

如图所示，固定且足够长的相互平行的水平金属导轨MN、OP，导轨处于匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度为B，导轨间距为L。两导体杆ab、cd静止在导轨上，导体杆与导轨垂直。两导体杆质量均为m，电阻均为R，两导体杆与导轨动摩擦因数均为u，与导轨接触良好，不计其他电阻。ab杆在垂直于杆的水平恒力F作用下，从静止开始运动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（重力加速度为g）(1)求当cd杆刚要开始运动时，ab杆的速度v； (2)ab杆从静止开始，运动位移为S时，cd杆刚要开始运动，求该过程电路产生的电热Q； (3)求cd杆开始运动后，两杆的速度差的最大值△v

在第三问中，为什么当ab和cd以共同加速度一起运动时其速度差△V最大？那如果当ab匀速运动时，即F=F安ab+μmg时他们的速度差是否也为最大？然后，既然cd是被ab运动所产生电流通过安培力所带动的，那对于cd来说它不是也在切割磁感线么？那为什么不会有一个反向的电流？望老师指点。

Answer 1

cd刚开始运动，受到的安培力不是不断增大的，加速度也逐渐增大，但是开始的时候加速度要小于ab的加速度，也就是说cd开始时速度变化的比ab慢，随着电流的增大cd的加速度越来越大，ab的加速度越来越越小，直到二者相等，之后ab的加速度大于cd的加速度，二者速度差值开始减小。

cd匀速，ab肯定是要加速的，速度差不是最大。

ab cd 都切割磁感线，都有电动势，但是方向相反，电路中合电动势是两个电动势的差值，如果二者速度相同的话，则电流为0

追问

那这个电路到最后是否就是ab杆匀速运动下去，cd杆不断增大，其间此回路的感应电动势方向由原来的方向慢慢减小至反向增大，直到二杆速度相同时电路电动势为0，两杆不动了？

追答

ab杆想要一直匀速还要看摩擦力的大小，如果摩擦力为某一特定值，可以让ab cd 都匀速的话，可以保持这种状态运动。此题没给出具体数值，无法判断他们能达到什么状态。