Question

如图所示，两根很长的光滑平行导轨相距L，放在一水平面内，其左端接有电容C，阻值为R₁和R₂的电阻。整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中，现用大小为F的水平恒力拉棒，使它沿垂直于棒的方向向右运动，棒与导轨的电阻不计，试求：

（1）棒运动的最大速度。
（2）若棒达到最大速度以后突然停止，则电容放电瞬间棒受到的安培力大小和方向。

Answer 1

（1）（2）F 方向向右

试题分析：（1）当棒的速度达到最大时，外力的功率等于回路消耗的热功率。
即E²/R₁=F （2分）    其中E=BL （1分）
由①②两式解得：（1分）
另解：当安培力等于外力F时，棒的速度达到最大，则
F=BIL （1分）  其中 I=E/R₁（1分） E=BL（1分）
由以上三式解得：（1分）
（2）电容放电时电流方向从b到a，根据左手定则可知安培力方向向右。（1分）
安培力大小 （1分）    式中 （1分）
解得：F（1分）
点评：本题是电磁感应与电路、力学知识的综合，安培力是联系力与电磁感应的桥梁，