问题
计算题
(12分)如图所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为l,导轨左端连接一个电阻R.一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上.在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向下,磁感应强度为B.对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力,使杆从静止开始运动,已知杆到达磁场区域时速度为v,之后进入磁场恰好做匀速运动.不计导轨的电阻,假定导轨与杆之间存在恒定的阻力.求:
(1)导轨对杆ab的阻力大小Ff;
(2)杆ab中通过的电流及其方向;
(3)导轨左端所接电阻R的阻值.
答案
(1)(2)
方向 A—B (3)
题目分析:
(1)杆进入磁场前做匀加速运动,有
解得导杆对杆的阻力
(2)杆进入磁场后做匀速运动,有
杆对ab所受的安培力
解得杆对ab中通过的电流
杆中的电流方向自a到b
(3)杆对ab产生的感应电动势
杆中的感应电流
解得导轨左端所接电阻阻值
点评:难度中等,应明确导体棒在各个运动过程中的受力情况,判断进入磁场时安培力与拉力的大小关系