Question

如圖12-72所示，兩根很長(zhǎng)的光滑的平行導(dǎo)軌相距L，放在水平面內(nèi)，其左端接有電容器、阻值為R₁和R₂的電阻，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)用大小為F的恒力水平拉棒ab，使它沿垂直棒的方向向右運(yùn)動(dòng)，棒ab與導(dǎo)軌的電阻不計(jì).試求：

圖12-72
（1）棒ab運(yùn)動(dòng)的最大速度；
（2）若棒達(dá)到最大速度以后突然停止，則停止瞬間棒所受安培力的大小和方向.

Answer 1

（1）  (2) 方向向右

（1）ab棒在力F的作用下向右加速運(yùn)動(dòng)，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，ab棒受安培力，加速度減小，當(dāng)合力為零時(shí)速度最大，即安培力F₁=F時(shí)速度最大．又由E=BLv_m，I₁=，F(xiàn)₁=BIL求得v_m=．
（2）棒以最大速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器兩極板間的電壓等于棒切割產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，即E=BLv_m=．棒ab突然停止，電容器相當(dāng)于電源，此時(shí)ab棒中電流I₂=，方向由b→a，ab棒受安培力F₂=BI₂L=，由左手定則判定方向向右．