Question

(16分)如圖所示，固定于水平桌面上足夠長的兩光滑平行導(dǎo)軌PQ、MN，導(dǎo)軌的電阻不計，間距為d = 0.5m，P、M兩端接有一只理想電壓表，整個裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.2T的勻強(qiáng)磁場中．電阻均為r= 0.1Ω、質(zhì)量分別為m₁ = 0.3kg和m₂ = 0.5kg的兩金屬棒ab、cd平行的擱在導(dǎo)軌上，現(xiàn)固定棒ab，讓cd在水平恒力F =0.8N的作用下，由靜止開始做加速運(yùn)動，試求：

(1)cd棒兩端哪端電勢高；

(2)當(dāng)電壓表的讀數(shù)為U = 0.2V時，cd棒受到的安培力多大；

(3)棒cd能達(dá)到的最大速度v_m．

 

 

 

 

 

Answer 1

（1）c端電勢高（2）0.2N（3）

解析:（1）c端電勢高            (3分)

(2)  ∵L₁與L₂串聯(lián)

∴流過L₂的電流為：    I=U/2r=2A      ① (3分)

F_安=BdI=0.2N                  ②  (3分)

（3）當(dāng)L₂所受安培力F_安=F時，棒有最大速度v_m，此時電路中電流為I_m. (2分)

        則：F_安=BdI_m                   ③  

       E=Bdv_m                                      ④     (2分)

     I_m=E/2r                         ⑤     (1分)

由③④⑤得：     ⑦ (2分)