Question

如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB、CD，间距为L，在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻，一根质量为m的金属棒ab，垂直导轨放置，导轨和金属棒的电阻不计．金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，若用恒力F沿水平向右拉导体棒运动，求金属棒的最大速度．

Answer 1

分析：金属棒ab从静止开始沿导轨滑动，从而产生感应电流，出现安培力，金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速运动．根据E=BLv、I=

E

R

和F=BIL推导出安培力公式，当加速度减小到0时，达到最大速度，由平衡条件求出最大速度．

解答：解：经分析知，棒向右运动时切割磁感线，产生动生电动势，由右手定则知，棒中有ab方向的电流，再由左手定则可知，安培力向左，棒受到的合力在减小，向右做加速度逐渐减小的加速运动，当安培力与摩擦力的合力增大到大小等于拉力时，则加速度减小到0时，达到最大速度，此时：
 F=μmg+BIL
又I=

BLv

R

解得 v_m=

(F-μmg)R

B2L2

；
答：金属棒的最大速度

(F-μmg)R

B2L2

．

点评：本题要根据牛顿定律分析金属棒的运动情况，分析和计算安培力是关键，注意另忘记棒受到摩擦力作用．