Question

【題目】如圖所示，ab棒垂直放置于光滑導(dǎo)軌上電阻為2導(dǎo)軌平行間距為L=1m，ab棒置于磁場(chǎng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B2的大小為2T方向未知，導(dǎo)軌左端接有電容器和電阻R=2的電阻，ab棒cd棒的質(zhì)量均為1kg，電阻也為2，處于磁場(chǎng)強(qiáng)度為=2T垂直與紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌及其它電阻不計(jì)，ab棒受外力開始向右運(yùn)動(dòng)過程中

求：（1）當(dāng)cd棒速度最大為時(shí)，則ab棒的瞬時(shí)速度大小為？磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向如何？

(2)在（1）的情況下，當(dāng)ab棒速度瞬間增大到10時(shí)，此時(shí)cd棒的瞬時(shí)加速度為多少？此時(shí)電容器的電荷量為多少？

Answer 1

【答案】（1） ，磁場(chǎng)方向向上 （2） ，

【解析】（1）設(shè)cd棒的電阻為最大速度為，ab棒的電阻為,速度為

cd棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：

感應(yīng)電流：

安培力：

ab棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：

感應(yīng)電流:

對(duì)cd棒受力分析：

帶入數(shù)據(jù)可得：

根據(jù)右手定則可知，磁場(chǎng)方向向上

（2）設(shè)當(dāng)ab棒的速度為=10m/s，電動(dòng)勢(shì)，電流

安培力：

對(duì)cd棒列牛頓第二定律：

解得：a=2m/s2

通過電阻的電流為

電壓為