Question

兩根水平放置的足夠長的平行金屬導軌相距1m，導軌左端連一個R=1.8Ω的電阻，一根金屬棒ab的質量為0.2kg，電阻為0.2Ω，橫跨在導軌上并與導軌垂直，整個裝置在豎直向上且B=0.5T的勻強磁場中，如圖14示，已知ab與導軌間的動摩擦因數μ=0.5。用水平恒力F=2N拉動ab，使ab在導軌上平動，若不計導軌電阻，g=10m/s2，求：

（1）棒速達4m/s時，棒的加速度多大？
（2）棒達到最大速度時，棒兩端的電壓多大及最大速度？

Answer 1

1）2.5m/s²  (2)V_max=8m/s；U=3.6v

試題分析：（1）導體棒的速度為4m/s時，產生的感應電動勢為，
電路中的產生的電流為,
導體棒受到的安培力為
所以根據牛頓第二定律可得，聯立上述式子可得
（2）當三力合力為零時，導體棒的加速度為零，速度達到最大，故，即,所以，解得，因為，所以導體棒兩端的電壓為
點評：做此類型的題目，需要先進行受力分析，然后結合閉合回路歐姆定律分析解題