7.
(05年宿迁)两根水平平行固定的光滑金属导轨宽为L,足够长,在其上放置两根长也为L且与导轨垂直的金属棒ab和cd,它们的质量分别为2m、m,电阻阻值均为R(金属导轨及导线的电阻均可忽略不计),整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。
(1)现把金属棒ab锁定在导轨的左端,如图甲,对cd施加与导轨平行的水平向右的恒力F,使金属棒cd向右沿导轨运动,当金属棒cd的运动状态稳定时,金属棒cd的运动速度是多大?
(2)若对金属棒ab解除锁定,如图乙,使金属棒cd获得瞬时水平向右的初速度v0,当它们的运动状态达到稳定的过程中,流过金属棒ab的电量是多少?整个过程中ab和cd相对运动的位移是多大?
答案:⑴当cd棒稳定时,恒力F和安培力大小相等,方向相反,以速度v匀速度运动,有:
F=BIL 又
联立得:
⑵ab棒在安培力作用下加速运动,而cd在安培力作用下减速运动,当它们的速度相同,达到稳定状态时,回路中的电流消失,ab,cd棒开始匀速运动。
设这一过程经历的时间为t,最终ab、cd的速度为v′,通过ab棒的电量为Q。
则对于ab棒由动量守恒:BILt=2mv′ 即:BLQ=2 mv′
同理,对于cd棒:-BILt=mv′-mv0 即: BLQ=m(v0-v′)得:
设整个过程中ab和cd的相对位移为S,由法拉第电磁感应定律得: 
流过ab的电量:
得: