Question

（10分） 如圖所示，光滑平行的金屬導軌MN和PQ，間距L＝1.0 m，與水平面之間的夾角α＝30°，勻強磁場磁感應強度B＝2.0 T，垂直于導軌平面向上，MP間接有阻值R＝2.0Ω的電阻，其它電阻不計，質量m＝2.0 kg的金屬桿ab垂直導軌放置，用變力F沿導軌平面向上拉金屬桿ab， 若金屬桿ab以恒定加速度a＝2 m/s²， 由靜止開始做勻變速運動，則：（g="10" m/s²）

(1) 在5 s內平均感應電動勢是多少？
(2) 第5 s末，回路中的電流多大？
(3) 第5 s末，作用在ab桿上的外力F多大？

Answer 1

(1)  (2) (3)

試題分析：（1）      ①   1分
由法拉第電磁感應定律得       ②   1分
聯立解得，       ③   1分
(2)5s末的瞬時速度為          ④   1分
5s末的感應電動勢為          ⑤   1分
由歐姆定律得         ⑥   1分
聯立解得，      ⑦   1分
(3)由安培力公式得          ⑧   1分
由牛頓第二定律，得    ⑨   1分
聯立解得，         ⑩   1分