题目内容
如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为
,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为
的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为
。整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻。求:
![]()
(1)磁感应强度的大小
;
(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小
;
(3)流经电流表电流的最大值![]()
(1)![]()
(2)![]()
(3)![]()
解析:
本题考查平衡状态的条件以及平衡状态下各量的计算、感应电动势和感应电流的计算、机械能守恒定律的应用,属于中档综合题,解题的关键是对运动过程进行分析,找出临界点和极值点。
(1)电流稳定后,导体棒做匀速运动
①
解得
②
(2)感应电动势 E=
③
感应电流
④
由②③④式解得 ![]()
(3)由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,设为![]()
机械能守恒 ![]()
感应电动势的最大值 ![]()
感应电流的最大值
解得 ![]()
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