Question

【题目】如图所示，MN、PQ为固定的平行光滑导轨，间距L=0.1m，电阻不计，与水平地面成30°，N、Q间接电阻R1=12Ω，M、P端与电池和开关连接，电池内阻不计。匀强磁场方向垂直导轨平面向上，磁感强度B=1T。现将质量m=0.01kg，电阻R2=12Ω的金属棒ab置于导轨上，并保持水平。

（1）接通S，ab棒恰好静止不动，求电池的电动势；

（2）若某时刻断开S，求ab棒的最大速度。（设导轨足够长）

Answer 1

【答案】（1）6V；（2）120m/s

【解析】

（1）设通过棒的电流为I，电池电动势为E，对棒受力分析如图所示

由平衡条件得

又

解得

根据电路特点可知，总电流

I=2Iab=1A

总电阻

由闭合电路欧姆定律

E=IR并=6V

（2）ab棒匀速时达最大速度vm，由平衡条件得

解得

由闭合电路欧姆定律

根据

解得vm=20m/s