Question

（10分）如圖所示，固定于水平桌面上足夠長的兩平行光滑導軌PQ、MN，其電阻不計，間距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強度B₀＝0.2T的勻強磁場中，兩金屬棒L₁、L₂平行地擱在導軌上，其電阻均為r＝0.1Ω，質量分別為M₁=0.3kg和M₂＝0.5kg。固定棒L₁，使L₂在水平恒力F=0.8N的作用下，由靜止開始運動。試求：

(1) 當電壓表讀數為U=0.2V時，棒L₂的加速度為多大；
(2)棒L₂能達到的最大速度v_m.

Answer 1

（1）1.2m/s²   （2）16m/s

解析試題分析：(1) 流過L₂的電流       （1分）
L₂所受的安培力        （1分）
對L₂由牛頓第二定律，可得：       （2分）
解得：        （1分）
（2）當安培力與恒力平衡時，棒L₂速度達到最大，此時電路電流為I_m，則
         （1分）
而         （2分）
由          （1分）
解得：           （1分）
考點：本題考查了電磁感應與力學、磁場、電路等多方面知識的綜合