Question

【题目】如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距，导轨上端连接着电阻，质量为m＝0.01kg、电阻为R2＝的金属杆ab与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计。整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B＝1T的匀强磁场中。ab杆由静止释放，经过一段时间后达到最大速率，取g＝10m/s2，求此时：

（1）杆的速率；

（2）杆两端电压；

（3）电阻R1消耗的电功率。

Answer 1

【答案】(1)3m/s；(2)0.5V；(3)0.25W

【解析】

解：(1) 金属棒在重力作用下，先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，速度达到最大，做匀速直线运动，则由平衡条件得：

又感应电流为：

感应电动势为：

联立可得：

(2)杆两端电压等于电阻两端的电压：

(3)电阻消耗的电功率：