Question

如圖12-72所示，兩根很長的光滑的平行導軌相距L，放在水平面內，其左端接有電容器、阻值為R₁和R₂的電阻，整個裝置放在磁感應強度為B的勻強磁場中，現用大小為F的恒力水平拉棒ab，使它沿垂直棒的方向向右運動，棒ab與導軌的電阻不計.試求：

圖12-72
（1）棒ab運動的最大速度；
（2）若棒達到最大速度以后突然停止，則停止瞬間棒所受安培力的大小和方向.

Answer 1

（1）  (2) 方向向右

（1）ab棒在力F的作用下向右加速運動，電路中產生感應電流，ab棒受安培力，加速度減小，當合力為零時速度最大，即安培力F₁=F時速度最大．又由E=BLv_m，I₁=，F₁=BIL求得v_m=．
（2）棒以最大速度運動時，電容器兩極板間的電壓等于棒切割產生的電動勢，即E=BLv_m=．棒ab突然停止，電容器相當于電源，此時ab棒中電流I₂=，方向由b→a，ab棒受安培力F₂=BI₂L=，由左手定則判定方向向右．