Question

【题目】如图所示，竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨，间距为l=0.5m，导轨上端接有电阻R=1.0Ω，导轨电阻忽略不计．空间有一水平方向的有上边界的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.40T，方向垂直于金属导轨平面向外．质量为m=0.02kg、电阻不计的金属杆MN，从静止开始沿着金属导轨下滑，下落一定高度后以v0=2.5m/s的速度进入匀强磁场中，在磁场下落过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好．已知重力加速度为g=10m/s2，不计空气阻力，求：

（1）金属杆刚进入磁场区域时的感应电流大小及方向；

（2）金属杆刚进入磁场区域时的加速度；

（3）若金属杆进入磁场区域后又下落h= 0.2m，接着以v匀速运动，求v大小及这0.2m内流过金属杆的电量。

Answer 1

【答案】（1）I=0.5A 方向:N到M（2）a=5m/s2 方向:竖直向下． （3）v=5m/s q= 0.04C

【解析】

（1）根据，，根据右手定则判断，电流方向N到M

（2）金属杆受到的安培力：，根据牛顿第二定律，计算解得：

（3）匀速时，有，，联立解得，通过截面电量