Question

【題目】光滑 n 形導軌， 豎直放置在垂直于紙面向里的勻強磁場中，已知導軌寬L=0.5m，磁感應強度B=0.2T．有質(zhì)量為0.01kg,阻值為0.5Ω的導體棒AB緊挨導軌，沿著導軌由靜止開始下落，如圖所示，設串聯(lián)在導軌中的電阻R阻值為2Ω，其他部分的電阻及接觸電阻均計．問：

（1）導體棒AB在下落過程中，產(chǎn)生的感應電流的方向和AB棒受到的磁場力的方向．

（2）當導體棒AB的速度為5m/s時，其感應電動勢和感應電流的大小各是多少?

（3）導體棒AB運動的最大速度為多少？（設導軌足夠長，取g=10m/s2）

Answer 1

【答案】（1）電流方向是A→B，磁場力方向豎直向上（2）0.2A（3）25m/s

【解析】（1）由右手定則知：AB棒的感應電流方向由A→B，由左手定則知：AB棒所受磁場力豎直向上．
（2）感應電動勢為：E=BLv=0.2×0.5×5=0.5V
感應電流由歐姆定律得：

（3）當導體棒AB最終勻速下落時速度最大，重力與安培力平衡，則有：F=mg
由E=BLvm， ，F=BIL得：

聯(lián)立解得：vm=25m/s