如图所示，竖直平行导轨间距l=20cm，导轨顶端接有一电键K．导体

问题问答题

如图所示，竖直平行导轨间距l=20cm，导轨顶端接有一电键K．导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦，ab的电阻R=0.4Ω，质量m=10g，导轨的电阻不计，整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中，磁感强度B=1T．当ab棒由静止释放0.8s后，突然接通电键，不计空气阻力，设导轨足够长．

求：

（1）ab棒的最大速度大小；

（2）ab棒最终速度的大小

（3）当ab棒稳定下落后，每秒有多少电能产生．（g取10m/s²）

答案

（1）在0.8S时，金属棒的速度v=gt=8m/s E=BLv=1.6V I=

=4A

由静止释放0.8s时：F=BIL=0.8N 重力G=mg=0.1N，

此时安培力F大于重力G，闭合开关后，导体棒做减速运动，

故导体棒的最大速度v_m=8m/s

（2）最终当导体棒的重力和安培力平衡时，导体棒保持恒定速度做匀速直线运动．

即：mg=

B2L2v

，代入数据解得：v=1m/s

（3）当ab棒稳定下落后，感应电动势E=BLv=0.2V

根据焦耳定律得Q=

t=0.1J

答：（1）ab棒的最大速度为8m/s．

（2）ab棒的最终速度的大小为1m/s．8m/s 1m/s

（3）当ab棒稳定下落后，每秒有0.1J电能产生．