题目内容
如图所示,M、N为竖直放置的两平行金属板,两板相距d=0.4m。EF、GH为水平放置的且与M、N平行的金属导轨,其右端(即F、H处)接有一R=0.3Ω的电阻,导轨与M、N的上边缘处在同一水平面上,两导轨相距L=0.2m。现有一长为0.4m的金属棒ab与导轨垂直放置,并与导轨及金属板接触良好,金属棒ab的总电阻为r=0.2Ω且单位长度上的电阻一样,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=1T。现有一个重力不计的正电荷,以v0=7m/s的速度从金属板的左端水平向右射入板间,为了使电荷能做匀速直线运动,试求:(1)ab棒应向哪个方向匀速运动(答左或右,不答原因)?ab运动的速度为多大?
(2)如果金属棒的质量m=0.4kg(取g=10m/s2),金属棒与导轨和金属板间的动摩擦因数都为μ=0.5,则拉动金属棒向前运动的水平拉力多大?
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(1)向右匀速运动 回路中的感应电动势为E=BLv 在回路中金属棒ab的有效电阻为r/2,回路中的电流强度为
两平行金属板之间的电压为U=
根据题意有
解得:v=8m/s (2)回路中的电流强度为
根据力的平衡条件,拉动金属板向前运动的水平拉力为
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