Question

【題目】如圖所示，足夠長的水平U形光滑金屬導軌，寬度為L=1m，導軌電阻忽略不計，定值電阻R=0.4Ω．所在空間均存在磁感應強度B=0.5T，方向垂直導軌向上的勻強磁場．質量m=0.2kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒ab垂直置于導軌上，現用水平向右垂直于金屬棒、大小為F=2N的恒力拉動ab棒由靜止開始向右運動．求金屬棒：

（1）勻速運動時的速度大小；

（2）速度達到v1=2m/s時，其加速度大小．

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

(1)ab棒向右運動切割磁感線產生動生電動勢：

根據閉合電路的歐姆定律知：

導體棒所受安培力為：

導體棒先做加速度減小的變加速直線運動，后做勻速直線運動，有：

聯立各式得：

(2) 速度達到v1=2m/s時的安培力為

對導體棒由牛頓第二定律：

解得：