Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電動勢E=6V，內阻r=1Ω，定值電阻R=4Ω，水平放置的導軌足夠長，導軌和金屬桿的電阻不計。金屬桿MN長L=0.3m，質量m=0.2kg，與軌道間的摩擦因數μ=0.3，勻強磁場的磁感應強度B=5T，方向豎直向上。接通電源后，金屬桿從靜止開始運動。g=10m/s2。求：

(1)金屬桿的最大加速度

(2)金屬桿能達到的最大速度

Answer 1

【答案】（1）6m/s2 (2)2.67m/s

【解析】

（1）當金屬桿速度為零時，加速度最大，根據閉合電路的歐姆定律結合牛頓第二定律求解最大加速度；

（2）金屬棒勻速運動時速度最大，此時摩擦力等于安培力，列式求解最大速度。

（1）當金屬桿速度為零時，加速度最大，根據閉合電路的歐姆定律：

安培力F安=BIL

根據牛頓第二定律：F安-f=ma

解得

（2）金屬棒勻速運動時速度最大，金屬棒產生的電動勢：E=BLvm

感應電流

解得