Question

【題目】如圖所示，足夠長的水平U形光滑金屬導(dǎo)軌，寬度為L=1m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，定值電阻R=0.4Ω．所在空間均存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，方向垂直導(dǎo)軌向上的勻強(qiáng)磁場．質(zhì)量m=0.2kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒ab垂直置于導(dǎo)軌上，現(xiàn)用水平向右垂直于金屬棒、大小為F=2N的恒力拉動(dòng)ab棒由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)．求金屬棒：

（1）勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小；

（2）速度達(dá)到v1=2m/s時(shí)，其加速度大小．

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

(1)ab棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢：

根據(jù)閉合電路的歐姆定律知：

導(dǎo)體棒所受安培力為：

導(dǎo)體棒先做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有：

聯(lián)立各式得：

(2) 速度達(dá)到v1=2m/s時(shí)的安培力為

對(duì)導(dǎo)體棒由牛頓第二定律：

解得：