高考题解答

解题思路： （1）由法拉第电磁感应定律，求出感应电动势；再与 相结合求出电荷量与速度的关系式． （2）由左手定则来确定安培力的方向，并求出安培力的大小；借助于电流与加速度的定义及牛顿第二定律来求出速度与时间的关系．
解题过程：
主要思路： （1）由法拉第电磁感应定律，求出感应电动势；再与相结合求出电荷量与速度的关系式．
（2）由左手定则来确定安培力的方向，并求出安培力的大小；借助于、及牛顿第二定律来求出速度与时间的关系． 解： （1）设金属棒下滑的速度大小为v，则感应电动势为E=BLv，平行板电容器两极板之间的电势差为U=E，
设此时电容器极板上积累的电荷量为Q，按定义有，联立可得：
（2）设金属棒的速度大小为v时，经历的时间为t，通过金属棒的电流为i，
金属棒受到的磁场力方向沿导轨向上，大小为，设在时间间隔（t，t+△t ）内流经金属棒的电荷量为△Q，
按定义有： △Q也是平行板电容器极板在时间间隔（t，t+△t ）内增加的电荷量，由上式可得，△v为金属棒的速度变化量，按定义有： 金属棒所受到的摩擦力方向沿导轨斜面向上，
大小为：，式中，N是金属棒对于导轨的正压力的大小，有N=mgcosθ
金属棒在时刻t的加速度方向沿斜面向下，设其大小为a，
根据牛顿第二定律有：
联立上此式可得：
由题意可知，金属棒做初速度为零的匀加速运动，t时刻金属棒的速度大小为
最终答案：