Question

（8分）如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌豎直放置，相距，導軌上端連接著電阻，質量為m＝0.01kg、電阻為R₂＝的金屬桿ab與導軌垂直并接觸良好，導軌電阻不計。整個裝置處于與導軌平面垂直的磁感應強度為B＝1T的勻強磁場中。ab桿由靜止釋放，經過一段時間后達到最大速率，取g=10m/s²，求此時：
（1）桿的速率；
（2）桿兩端電壓；
（3）電阻R₁消耗的電功率。

Answer 1

（1）3m/s  （2）.0.5V   (3).0.25W

試題分析：（1）桿向下做加速度減小的加速運動，當桿達到最大速度時，有mg＝BIL（1分）
又在桿運動過程中切割磁場會產生電動勢和電流，即：
（1分）
（1分）
解以上三式得：（1分）
（2）據歐姆定律可以求得：（2分）
（3）當電流流經電阻時，電阻消耗功率為：（2分）