Question

【题目】如图所示，足够长的水平U形光滑金属导轨，宽度为L=1m，导轨电阻忽略不计，定值电阻R=0.4Ω．所在空间均存在磁感应强度B=0.5T，方向垂直导轨向上的匀强磁场．质量m=0.2kg，电阻r=0.1Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用水平向右垂直于金属棒、大小为F=2N的恒力拉动ab棒由静止开始向右运动．求金属棒：

（1）匀速运动时的速度大小；

（2）速度达到v1=2m/s时，其加速度大小．

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

(1)ab棒向右运动切割磁感线产生动生电动势：

根据闭合电路的欧姆定律知：

导体棒所受安培力为：

导体棒先做加速度减小的变加速直线运动，后做匀速直线运动，有：

联立各式得：

(2) 速度达到v1=2m/s时的安培力为

对导体棒由牛顿第二定律：

解得：