Question

（10分）如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨PQ、MN，其电阻不计，间距d=0.5m，P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B₀＝0.2T的匀强磁场中，两金属棒L₁、L₂平行地搁在导轨上，其电阻均为r＝0.1Ω，质量分别为M₁=0.3kg和M₂＝0.5kg。固定棒L₁，使L₂在水平恒力F=0.8N的作用下，由静止开始运动。试求：

(1) 当电压表读数为U=0.2V时，棒L₂的加速度为多大；
(2)棒L₂能达到的最大速度v_m.

Answer 1

（1）1.2m/s²   （2）16m/s

试题分析：(1) 流过L₂的电流       （1分）
L₂所受的安培力        （1分）
对L₂由牛顿第二定律，可得：       （2分）
解得：        （1分）
（2）当安培力与恒力平衡时，棒L₂速度达到最大，此时电路电流为I_m，则
         （1分）
而         （2分）
由          （1分）
解得：           （1分）