Question

【題目】如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌，相距為L=10cm，豎直放置，導軌上端連接著電阻R1=1Ω，質量為m=0.01kg、電阻為R2=0.2Ω的金屬桿ab與導軌垂直并接觸良好，導軌電阻不計。整個裝置處于與導軌平面垂直的磁感應強度為B=2T的勻強磁場中。ab桿由靜止釋放，經過一段時間后達到最大速率，g取10m/s2，求此時：

(1)桿的最大速率；

(2)ab間的電壓；

(3)電阻R1消耗的電功率。

Answer 1

【答案】(1)v=12m/s（2）Uab=IR1=IV（3）1W

【解析】試題分析：（1）金屬棒在重力作用下，做加速度逐漸減小的加速運動，當加速度為零時，速度達到最大，然后做勻速直線運動，當金屬棒勻速運動時速度最大，設最大速度為v，達到最大時則有mg=F安即：mg=BIL

又：

E=BLv

解以上三式得：v=12m/s

E=BLv=1.2V

Uab=IR1=1V

（3）P1=I2R1=1W