Question

如圖所示，金屬直桿MN和PQ相互平行，構成一個與水平面成α角的導軌，上面放一個質量為m₁的金屬棒a．金屬直桿MR和PS相互平行，構成一個與水平面成β角的導軌，上面放一個質量為m₂的金屬棒b．金屬棒a和b既與各自導軌垂直，又呈水平狀態(tài)．兩導軌的間距相等且足夠長，不計一切摩擦，金屬棒與導軌接觸良好．整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中．釋放a和b后，最終它們沿導軌勻速運動．關于a和b的質量，下列關系正確的是（ ）

A．m₁?sinα=m₂?sinβ
B．m₁?cosα=m₂?cosβ
C．m₁?tanα=m₂?tanβ
D．m₁?cotα=m₂?cotβ

Answer 1

【答案】分析：由題，a和b兩棒最終都沿導軌勻速運動，受力都平衡，兩棒中感應電流大小相等，所受的安培力大小相等，分別兩棒根據(jù)平衡條件列方程，即可求得質量之比．
解答：解：a和b兩棒最終都沿導軌勻速運動，受力都平衡．
以a棒為研究對象，分析受力如圖，根據(jù)平衡條件得：
   F_安=m₁gtanα
同理，對b棒，由平衡條件得到：F_安′=m₂gtanβ
由于通過兩棒的感應電流大小相等，長度相等，由F=BIL知，兩棒所受的安培力大小相等，則得
  m₁gtanα=m₂gtanβ，
即 m₁?tanα=m₂?tanβ，
故選C
點評：本題實際是力平衡問題，采用隔離法分別對兩棒研究，關鍵要抓住它們所受的安培力大小相等．