如图所示.宽度L＝0.20 m.足够长的平行光滑金属导轨固定在位于竖直平面的绝缘板上.导轨所在空间存在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场.磁场方向跟导轨所在平面垂直.两导轨间所接电源的电动势E=3.0V.一根导体棒MN两端套在导轨上与导轨接触良好.且可自由滑动.导体棒的电阻值R=1.5Ω.其他电阻均可忽略不计.重力加速度g取10m/s2.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图所示，宽度L＝0.20 m、足够长的平行光滑金属导轨固定在位于竖直平面的绝缘板上，导轨所在空间存在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场，磁场方向跟导轨所在平面垂直。两导轨间所接电源的电动势E=3.0V，一根导体棒MN两端套在导轨上与导轨接触良好，且可自由滑动，导体棒的电阻值R=1.5Ω，其他电阻均可忽略不计。重力加速度g取10m/s²。当S₁闭合，S₂断开时，导体棒恰好静止不动。

（1）求S₁闭合，S₂断开时，导体棒所受安培力的大小；

（2）将S₁断开，S₂闭合，使导体棒由静止开始运动，求当导体棒的加速度a=5.0m/s²时，导体棒产生感应电动势的大小；

（3）将S₁断开，S₂闭合，使导体棒由静止开始运动，求导体棒运动的最大速度的大小。

解：（1）当S₁闭合，S₂断开时，导体棒静止，通过导体棒的电流A

此时导体棒所受安培力 F₁=BI₁L=0.20N

（2）当S₁闭合，S₂断开时，导体棒静止，有G=F₁=0.20N

设S₁断开，S₂闭合的情况下，导体棒加速度a=5.0m/s²时，其所受安培力为F₂，速度为v₁，通过导体棒的电流为I₂，导体棒产生的感应电动势为E₁。

根据牛顿第二定律有G－F₂=ma，解得F₂=0.10N

由F₂=BI₂L，解得I₂=1.0A

根据欧姆定律有E₁= I₂R，解得E₁=1.5V

（3）将S₁断开，S₂闭合，导体棒由静止开始运动，当导体棒所受重力与安培力平衡时，导体棒的速度达到最大，设最大速度为v_m。

所以有，解得m/s

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