Question

如图12-72所示，两根很长的光滑的平行导轨相距L，放在水平面内，其左端接有电容器、阻值为R₁和R₂的电阻，整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中，现用大小为F的恒力水平拉棒ab，使它沿垂直棒的方向向右运动，棒ab与导轨的电阻不计.试求：

图12-72
（1）棒ab运动的最大速度；
（2）若棒达到最大速度以后突然停止，则停止瞬间棒所受安培力的大小和方向.

Answer 1

（1）  (2) 方向向右

（1）ab棒在力F的作用下向右加速运动，电路中产生感应电流，ab棒受安培力，加速度减小，当合力为零时速度最大，即安培力F₁=F时速度最大．又由E=BLv_m，I₁=，F₁=BIL求得v_m=．
（2）棒以最大速度运动时，电容器两极板间的电压等于棒切割产生的电动势，即E=BLv_m=．棒ab突然停止，电容器相当于电源，此时ab棒中电流I₂=，方向由b→a，ab棒受安培力F₂=BI₂L=，由左手定则判定方向向右．