Question

 如右圖所示，兩根平行金屬導軌固定在同一水平面內，間距為，導軌左端連接一個電阻R．一根質量為m、電阻為的金屬桿ab垂直放置在導軌上．在桿的右方距桿為處有一個勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向下，磁感應強度為B．對桿施加一個大小為F、方向平行于導軌的恒力，使桿從靜止開始運動，已知桿到達磁場區域時速度為，之后進入磁場恰好做勻速運動．不計導軌的電阻，假定導軌與桿之間存在恒定的阻力．求：

⑴導軌對桿ab的阻力大小；

⑵桿ab中通過的電流及其方向；

⑶導軌左端所接電阻R的阻值．

Answer 1

解析：⑴桿進入磁場前做勻加速運動，對桿利用動能定理得：

                                      ……………（2分）

解得導軌對桿的阻力

                                            ……………（1分）

⑵桿進入磁場后作勻速運動，有

                                            ……………（1分

桿所受的安培力                                 ……………（1分）

解得桿中通過的電流

                                              ……………（2分）

由右手定則判斷出中通過的電流方向自流向          ……………（1分）

⑶桿產生的感應電動勢

                                             ……………（1分）

桿中的感應電流

                                            ……………（1分）

解得左端所接的電阻阻值為

                                       ……………（2分）