Question

【題目】如圖所示，光滑金屬直軌道MN和PQ固定在同一水平面內，MN、PQ平行且足夠長，兩軌道間的寬度L＝0.50 m．軌道左端接一阻值R＝0.50 Ω的電阻．軌道處于磁感應強度大小B＝0.40 T，方向豎直向下的勻強磁場中，質量m＝0.50 kg的導體棒ab垂直于軌道放置．在沿著軌道方向向右的力F作用下，導體棒由靜止開始運動，導體棒與軌道始終接觸良好并且相互垂直，不計軌道和導體棒的電阻，不計空氣阻力，若力F的大小保持不變，且F＝1.0 N，求：

(1)導體棒能達到的最大速度大小vm；

(2)導體棒的速度v＝5.0 m/s時，導體棒的加速度大小a.

Answer 1

【答案】（1）12.5m/s （2）1.2m/S2

【解析】（1）導體棒達到最大速度vm時受力平衡F=F安m
此時，

帶入數據解得：vm=12.5m/s
（2）導體棒的速度v=5.0m/s時，感應電動勢E=BLv=1.0V
導體棒上通過的感應電流

導體棒受到的安培力F安=BIL=0.40N
根據牛頓第二定律，解得：