Question

【题目】光滑 n 形导轨， 竖直放置在垂直于纸面向里的匀强磁场中，已知导轨宽L=0.5m，磁感应强度B=0.2T．有质量为0.01kg,阻值为0.5Ω的导体棒AB紧挨导轨，沿着导轨由静止开始下落，如图所示，设串联在导轨中的电阻R阻值为2Ω，其他部分的电阻及接触电阻均计．问：

（1）导体棒AB在下落过程中，产生的感应电流的方向和AB棒受到的磁场力的方向．

（2）当导体棒AB的速度为5m/s时，其感应电动势和感应电流的大小各是多少?

（3）导体棒AB运动的最大速度为多少？（设导轨足够长，取g=10m/s2）

Answer 1

【答案】（1）电流方向是A→B，磁场力方向竖直向上（2）0.2A（3）25m/s

【解析】（1）由右手定则知：AB棒的感应电流方向由A→B，由左手定则知：AB棒所受磁场力竖直向上．
（2）感应电动势为：E=BLv=0.2×0.5×5=0.5V
感应电流由欧姆定律得：

（3）当导体棒AB最终匀速下落时速度最大，重力与安培力平衡，则有：F=mg
由E=BLvm， ，F=BIL得：

联立解得：vm=25m/s