Question

（2012廣州汕頭二模）如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，間距為l，導(dǎo)軌左端連接一個電阻．一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab垂直放置在導(dǎo)軌上．在桿的右方距桿為d處有一個勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于軌道平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．對桿施加一個大小為F、方向平行于導(dǎo)軌的恒力，使桿從靜止開始運(yùn)動，已知桿到達(dá)磁場區(qū)域時速度為v，之后進(jìn)入磁場恰好做勻速運(yùn)動．不計導(dǎo)軌的電阻，假定導(dǎo)軌與桿之間存在恒定的阻力．求：

    （1）導(dǎo)軌對桿ab的阻力大小f．

    （2）桿ab中通過的電流及其方向．

    （3）導(dǎo)軌左端所接電阻的阻值R．

 

Answer 1

解析：（1）桿進(jìn)入磁場前做勻加速運(yùn)動，有

                           ①（2分）

                             ②（2分）

    解得導(dǎo)軌對桿的阻力

                          ③（2分）

（2）桿進(jìn)入磁場后做勻速運(yùn)動，有

                            ④（2分）

     桿ab所受的安培力

                              ⑤（1分）

解得桿ab中通過的電流

                         ⑥（2分）

桿中的電流方向自a流向b            ⑦（2分）

（3）桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

                                ⑧（1分）

     桿中的感應(yīng)電流

                              ⑨（2分）

解得導(dǎo)軌左端所接電阻阻值

               ⑩（2分）