Question

如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌cd和ef，水平放置且相距L，在其左端各固定一個(gè)半徑為r的四分之三金屬光滑圓環(huán)，兩圓環(huán)面平行且豎直。在水平導(dǎo)軌和圓環(huán)上各有一根與導(dǎo)軌垂直的金屬桿，兩金屬桿與水平導(dǎo)軌、金屬圓環(huán)形成閉合回路，兩金屬桿質(zhì)量均為m，電阻均為R，其余電阻不計(jì)。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)用水平向右的恒力F= mg拉細(xì)桿a，達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿b恰好靜止在圓環(huán)上某處，試求：

（1）桿a做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，回路中的感應(yīng)電流I；
（2）桿a做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v；
（3）桿b靜止的位置距圓環(huán)最低點(diǎn)的高度h。

Answer 1

（1）（2）（3）

試題分析：⑴勻速時(shí)，拉力與安培力平衡，F(xiàn)=BIL
得：                   (3分)
⑵金屬棒a切割磁感線，產(chǎn)生的電動(dòng)勢E=BLv
回路電流       聯(lián)立得：              (3分)
⑶平衡時(shí)，棒和圓心的連線與豎直方向的夾角為θ，
    得：θ=60°            (3分)
點(diǎn)評：難度中等，明確導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力與安培力平衡，結(jié)合受力平衡問題求解