Question

【题目】如图所示的电路中，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，定值电阻R=4Ω，水平放置的导轨足够长，导轨和金属杆的电阻不计。金属杆MN长L=0.3m，质量m=0.2kg，与轨道间的摩擦因数μ=0.3，匀强磁场的磁感应强度B=5T，方向竖直向上。接通电源后，金属杆从静止开始运动。g=10m/s2。求：

(1)金属杆的最大加速度

(2)金属杆能达到的最大速度

Answer 1

【答案】（1）6m/s2 (2)2.67m/s

【解析】

（1）当金属杆速度为零时，加速度最大，根据闭合电路的欧姆定律结合牛顿第二定律求解最大加速度；

（2）金属棒匀速运动时速度最大，此时摩擦力等于安培力，列式求解最大速度。

（1）当金属杆速度为零时，加速度最大，根据闭合电路的欧姆定律：

安培力F安=BIL

根据牛顿第二定律：F安-f=ma

解得

（2）金属棒匀速运动时速度最大，金属棒产生的电动势：E=BLvm

感应电流

解得