Question

【題目】如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距，導(dǎo)軌上端連接著電阻，質(zhì)量為m＝0.01kg、電阻為R2＝的金屬桿ab與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計。整個裝置處于與導(dǎo)軌平面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1T的勻強(qiáng)磁場中。ab桿由靜止釋放，經(jīng)過一段時間后達(dá)到最大速率，取g＝10m/s2，求此時：

（1）桿的速率；

（2）桿兩端電壓；

（3）電阻R1消耗的電功率。

Answer 1

【答案】(1)3m/s；(2)0.5V；(3)0.25W

【解析】

解：(1) 金屬棒在重力作用下，先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，當(dāng)加速度為零時，速度達(dá)到最大，做勻速直線運(yùn)動，則由平衡條件得：

又感應(yīng)電流為：

感應(yīng)電動勢為：

聯(lián)立可得：

(2)桿兩端電壓等于電阻兩端的電壓：

(3)電阻消耗的電功率：