Question

两根水平放置的足够长的平行金属导轨相距1m，导轨左端连一个R=1.8Ω的电阻，一根金属棒ab的质量为0.2kg，电阻为0.2Ω，横跨在导轨上并与导轨垂直，整个装置在竖直向上且B=0.5T的匀强磁场中，如图14示，已知ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5。用水平恒力F=2N拉动ab，使ab在导轨上平动，若不计导轨电阻，g=10m/s2，求：

（1）棒速达4m/s时，棒的加速度多大？
（2）棒达到最大速度时，棒两端的电压多大及最大速度？

Answer 1

1）2.5m/s²  (2)V_max=8m/s；U=3.6v

试题分析：（1）导体棒的速度为4m/s时，产生的感应电动势为，
电路中的产生的电流为,
导体棒受到的安培力为
所以根据牛顿第二定律可得，联立上述式子可得
（2）当三力合力为零时，导体棒的加速度为零，速度达到最大，故，即,所以，解得，因为，所以导体棒两端的电压为
点评：做此类型的题目，需要先进行受力分析，然后结合闭合回路欧姆定律分析解题