Question

（14分）如圖所示，兩足夠長的光滑固定金屬導軌水平放置，相距為, 一理想電流表A與兩導軌相連，勻強磁場方向與導軌平面垂直，且豎直向下。一質量為m、有效電阻為R的導體棒在距磁場左邊界處由靜止開始在水平恒力作用下向右運動。導體棒進入磁場后，流經理想電流表的電流逐漸減小，最終穩定為。整個運動過程中，導體棒與導軌接觸良好，且始終與導軌保持垂直，不計導軌的電阻。求：
（1）該磁場磁感應強度的大小B；
（2）電流穩定后，導體棒運動速度的大小；
（3）流經電流表電流的最大值。

Answer 1

（1）
（2）
（3）

（1）電流穩定時，導體棒作勻速運動，有   （ 3分）
磁感應強度的大小                     （ 1分）
（2）根據能量守恒定律，有               （ 3分）
棒運動速度的大小                       （ 2分）
（或寫作：感應電動勢 感應電流   安培力       
由題意知    解得速度大小，同樣給分）
（3）導體棒剛進入磁場時速度最大，設為
根據動能定理 有                   （ 2分）
感應電動勢                           （ 1分）
電流的最大值                           （ 1分）
                    （ 1分）