问题
问答题
如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距l=0.2m，导轨上端连接着电阻R1=1Ω，质量为m=0.01kg、电阻为R2=0.2Ω的金属杆ab与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计．整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B=1T的匀强磁场中．ab杆由静止释放，经过一段时间后达到最大速率，取g=10m/s2，求此时：
（1）杆的速率；
（2）杆两端电压；
（3）电阻R1消耗的电功率．
答案
（1）金属棒在重力作用下，先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，速度达到最大，做匀速直线运动，则由平衡条件得
mg=BIL
又感应电流为 I=E R1+R2
感应电动势为 E=BLv
解以上三式得：v=
=3m/smg(R1+R2) B2L2
（2）杆两端电压等于电阻R1两端的电压，U=IR1=0.5v
（3）电阻R1消耗的电功率P1=I2R1=0.25W
答：
（1）杆的速率是3m/s；
（2）杆两端电压是0.5v；
（3）电阻R1消耗的电功率是0.25W．