安培力F安=BI’l==0.02(N)
(2)当杆的速度取最大速度v0时,杆上有最大电流Im=
∴x= =1(m)
(1)感应电动势E=Blv,感应电流I=
∴I=0时v=0
[例3](2002?上海?22)如图3所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l=0.2m,在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻,在x≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B=0.5T.一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2m/s的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动,加速度大小为a=2m/s2、方向与初速度方向相反.设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好.求:
(1)电流为零时金属杆所处的位置;
(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向;
(3)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时F的方向与初速度v0取值的关系.
解析:杆在水平外力F和安培力的共同作用下做匀变速直线运动,加速度a方向向左.杆的运动过程:向右匀减速运动→速度为零→向左匀加速运动;外力F方向的判断方法:先假设,再根据结果的正负号判断.
金属棒在匀强磁场中做切割磁感线的运动时,其感应电动势的常用计算公式为,此类题型较常见,如例3.
2.B不变,S变化
(1)金属棒运动导致S变化
得
∴
(3)∵棒中不产生感应电流
∴回路中总磁通量不变
∴Bl(l+vt)=B0l2