问题
问答题
如图所示，水平导轨间距为L，左端接有阻值为R的定值电阻．在距左端xo处放置一根质量为m、电阻为r的导体棒，导体棒与导轨间无摩擦且始终保持良好接触，导轨的电阻可忽略，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中．
（1）若磁感应强度为B=Bo保持恒定，导体棒以速度v向右做匀速直线运动；求导体棒两端的电压U和作用在导体棒上的水平拉力F的大小．
（2）若磁感应强度为B=Bo+kt随时间t均匀增强，导体棒保持静止；求导体棒的电功率和作用在导体棒上的水平拉力F的表达式．
答案
（1）导体棒切割产生的感应电动势E=B0Lv
感应电流I=
=E R+r B0Lv R+r
根据欧姆定律，导体棒两端的电压U=IR=
．B0LvR R+r
当拉力与安培力相等时，导体棒做匀速直线运动．
所以拉力F=B0IL=B02L2v R+r
（2）导体棒保持静止时，回路产生的感应电动势E=n
=△Φ △t
S=kLx0△B △t
感应电流I=
=E R+r kLx0 R+r
导体棒上的电功率P=I2r=
．k2L2x02r (R+r)2
要想处于静止，拉力和安培力平衡．
所以拉力F=BIL=
．(B0+kt)kx0L2 R+r