Question

【題目】在水平地面上，固定著光滑平行金屬導軌MN、PQ，導軌寬度d=0.5m， 在MP端連接著阻值為R=1.5Ω的電阻，空間存在著豎直向下的勻強磁場，磁感強度B=1T，在導軌上放置著垂直于導軌，阻值r=0.5Ω的導體棒ab，導體棒與導軌保持良好接觸，導體棒的長度與導軌寬度相等，其余電阻忽略不計，導體棒在恒力F=1N的水平拉力作用下，從靜止開始向右運動。求:

(1)當導體棒的速度為4m/s時，ab兩端的電壓和流經R的電流方向

(2)導體棒所能達到的最大速度

Answer 1

【答案】（1）1.5V，從M到P；（2）8m/s

【解析】

（1）根據電動勢公式得：

E=Bdv=1×0.5×4=2.0V

此時導體棒ab兩端電壓為路端電壓，即電阻R兩端電壓：

流經R的電流：

根據右手定則，流經R的電流方向為從M到P；

（2）金屬棒勻速運動過程中，速度達到最大，所受的安培力等于拉力：

F=F安=BIL=1N

電動勢為：

電流為：

聯立解得：