Question

【題目】如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌PP′和QQ′之間距離為1m且足夠長，都處于同一水平面內(nèi)，P和Q之間連接一電阻R=10Ω，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=2T中．現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，電路中導(dǎo)線和導(dǎo)體棒電阻不計(jì)，用一水平向右F=5N的力拉動(dòng)導(dǎo)體棒MN從靜止開始運(yùn)動(dòng)，則

（1）導(dǎo)體棒中的電流方向？（回答M→N還是N→M）

（2）當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),棒中的電流大小是多少安？

（3）求導(dǎo)體棒最終的速度.

Answer 1

【答案】（1）N→M（2）2.5A（3）12.5m/s

【解析】（1）根據(jù)右手定則或者楞次定律可知，導(dǎo)體棒的電流方向： N→M

（2）勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F安=F=5N

由F安=BIL得I=F/BL=5/2×1=2.5A

（3）導(dǎo)體棒受到外力F和安培力的作用，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)a=0時(shí)達(dá)到最大速度，此時(shí)F安=F,最后以最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

由閉合電路歐姆定律 I=E/R

法拉第電磁感應(yīng)定律 E=BLvmax

可知vmax=IR/BL=12.5m/s