问题 计算题

(14分)如图所示,两足够长的光滑固定金属导轨水平放置,相距为, 一理想电流表A与两导轨相连,匀强磁场方向与导轨平面垂直,且竖直向下。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场左边界处由静止开始在水平恒力作用下向右运动。导体棒进入磁场后,流经理想电流表的电流逐渐减小,最终稳定为。整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终与导轨保持垂直,不计导轨的电阻。求:

(1)该磁场磁感应强度的大小B;

(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小

(3)流经电流表电流的最大值

答案

(1)

(2)

(3)

(1)电流稳定时,导体棒作匀速运动,有   ( 3分)

磁感应强度的大小                     ( 1分)

(2)根据能量守恒定律,有               ( 3分)

棒运动速度的大小                       ( 2分)

(或写作:感应电动势 感应电流   安培力       

由题意知    解得速度大小,同样给分)

(3)导体棒刚进入磁场时速度最大,设为

根据动能定理 有                   ( 2分)

感应电动势                           ( 1分)

电流的最大值                           ( 1分)

                    ( 1分)

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