问题 计算题

如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I。整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻。求:

(1)磁感应强度的大小B;

(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v;

(3)流经电流表电流的最大值Im

答案

解:(1)电流稳定后,导体棒做匀速运动BIL=mg ①

解得B= ②

(2)感应电动势E=BLv ③

感应电流I= ④

由②③④式解得v=

(3)由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,设为vm

机械能守恒mvm2=mgh

感应电动势的最大值Em=BLvm

感应电流的最大值Im

解得Im

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