Question

如圖1-37所示，在豎直平面內(nèi)固定有兩條平行的金屬導(dǎo)軌ab、cd，導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T，與導(dǎo)軌相連的電源電動勢E=3.0V，內(nèi)阻r=0.5Ω，水平放置的導(dǎo)體棒MN的電阻R=1.5Ω，兩端始終與導(dǎo)軌接觸良好，且能沿導(dǎo)軌無摩擦滑動,電路中其他電阻不計(jì)。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S與1接通時，導(dǎo)體棒剛好保持靜止?fàn)顟B(tài)，求：

（1）磁場的方向；
（2）當(dāng)開關(guān)S與2接通后，導(dǎo)體棒MN在運(yùn)動過程中，單位時間（1s）內(nèi)掃過的最大面積。設(shè)導(dǎo)軌足夠長。

Answer 1

（1) 磁場的方向垂直紙面向里。（2）2.8 m²/s

（1)當(dāng)S接1時，棒剛好靜止，則MN所受的安培力方向豎直向上，由左手定則可知，磁場的方向垂直紙面向里。
(2)設(shè)導(dǎo)軌的間距為L，MN棒的的質(zhì)量為m。當(dāng)S接1時，導(dǎo)體棒剛好靜止，則
mg= 
設(shè)最終穩(wěn)定時MN的速率為v，則
BI’L=mg  而   解得：m²/s