Question

在竖直平面内有一光滑导轨MN、PQ，导轨宽0.4m，在导轨间连一个1.8Ω的电阻，导轨间有一水平方向匀强磁场B=0.5T，有一导体棒AB的质量m=0.02Kg 电阻0.2Ω，能与导轨始终保持良好接触并能沿导轨滑动，AB从静止开始下滑，当它能达到的最大速度（加速度为零）时，
求：（1）导体棒的安培力是多少？
（2）导体棒的电流是多少？
（3）导体棒的电动势是多少？

Answer 1

分析：（1）当导体棒速度达到最大时，重力与安培力平衡．
（2）根据安培力公式求出导体棒的电流．
（3）导体棒切割磁感线相当于电源，根据闭合电路欧姆定律求出导体棒的电动势．

解答：解：（1）AB从静止开始下滑时，开始阶段重力大于安培力，导体棒做加速运动，当安培力与重力平衡时做匀速直线运动，达到稳定状态，此时导体棒的速度达到最大．由安培力与重力平衡得，导体棒的安培力F=mg=0.2N
（2）由安培力公式F=BIL得，
    I=

F

BL

=

0.2

0.5×0.4

A=1A
（3）导体棒切割磁感线相当于电源，根据闭合电路欧姆定律得
   导体棒的电动势为E=I（R+r）=1×（1.8+0.2）V=2V
答：
（1）导体棒的安培力是2N．
（2）导体棒的电流是1A．
（3）导体棒的电动势是2V．

点评：本题实质是导体在磁场中平衡问题，分析安培的大小和方向是关键．