题目内容
如图，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，轨道的宽L=0.5m．轨道左端接R=0.4Ω的电阻．轨道处于磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中．导体棒ab在沿着轨道方向向右的力F=1.0N作用下，由静止开始运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直，导体棒的电阻r=0.1Ω，轨道电阻不计．求：（1）导体棒的速度v=5.0m/s时，导体棒受到安培力的大小F安．
（2）导体棒能达到的最大速度大小vm．
分析：（1）由题已知速度大小v，由E=BLv求出感应电动势大小，再由闭合电路欧姆定律可求出通过电阻的电流大小；根据安培力公式可求出其大小．
（2）在水平方向上，导线受到拉力和安培力，当二力平衡时达到最大速度．
（2）在水平方向上，导线受到拉力和安培力，当二力平衡时达到最大速度．
解答：解：（1）由法拉第电磁感应定律有：E=BLv ①
由闭合电路欧姆定律有：I=
②
由安培力公式有：F安=ILB ③
联立①②③并代入数据解得：F安=0.4N
（2）设导体棒达到最大速度vm时，产生的电动势为E1，通过导体棒电流为I1，
根据受力平衡有：I1LB=F ④
由法拉第电磁感应定律有：E1=BLvm ⑤
由闭合电路欧姆定律有：I1=
⑥
联立④⑤⑥并代入数据解得：Vm=12.5m/s
答：（1）导体棒的速度v=5.0m/s时，导体棒受到安培力的大小0.4N．（2）导体棒能达到的最大速度大小12.5m/s．
由闭合电路欧姆定律有：I=
| E |
| R+r |
由安培力公式有：F安=ILB ③
联立①②③并代入数据解得：F安=0.4N
（2）设导体棒达到最大速度vm时，产生的电动势为E1，通过导体棒电流为I1，
根据受力平衡有：I1LB=F ④
由法拉第电磁感应定律有：E1=BLvm ⑤
由闭合电路欧姆定律有：I1=
| E1 |
| R+r |
联立④⑤⑥并代入数据解得：Vm=12.5m/s
答：（1）导体棒的速度v=5.0m/s时，导体棒受到安培力的大小0.4N．（2）导体棒能达到的最大速度大小12.5m/s．
点评：本题是导体在导轨上运动类型，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力公式结合研究．
练习册系列答案
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如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L=0.50m．轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻．轨道处于磁感应强度大小B=0.40T，方向竖直向下的匀强磁场中．质量m=0.50kg的导体棒ab垂直于轨道放置．在沿着轨道方向向右的力F作用下，导体棒由静止开始运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直．不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力．
如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L=0.50m．平行轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻．轨道处于磁感应强度大小B=0.40T，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中．一导体棒ab垂直于轨道放置．导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动，速度大小v=5.0m/s，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直．不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力．求
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