题目内容
如右图所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为,导轨左端连接一个电阻R.一根质量为m、电阻为的金属杆ab垂直放置在导轨上.在杆的右方距杆为处有一个匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向下,磁感应强度为B.对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力,使杆从静止开始运动,已知杆到达磁场区域时速度为,之后进入磁场恰好做匀速运动.不计导轨的电阻,假定导轨与杆之间存在恒定的阻力.求:
⑴导轨对杆ab的阻力大小;
⑵杆ab中通过的电流及其方向;
⑶导轨左端所接电阻R的阻值.
解析:⑴杆进入磁场前做匀加速运动,对杆利用动能定理得:
……………(2分)
解得导轨对杆的阻力
……………(1分)
⑵杆进入磁场后作匀速运动,有
……………(1分
杆所受的安培力 ……………(1分)
解得杆中通过的电流
……………(2分)
由右手定则判断出中通过的电流方向自流向 ……………(1分)
⑶杆产生的感应电动势
……………(1分)
杆中的感应电流
……………(1分)
解得左端所接的电阻阻值为
……………(2分)