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)

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