Question

如图所示,水平放置的平行光滑轨道间距为L=1m.左端连有定值电阻R=2Ω,金属杆
MN与轨道接触良好,MN的电阻为r=0.5Ω,轨道电阻不计,整个装置处于磁感应强度为
B=1T的匀强磁场中,现在使MN在水平向右的恒力F=2N的作用下运动,则：⑴试判断
MN杆哪端电势高；⑵杆获得的最大速度是多少？⑶MN两点的最大电势差是多大？

Answer 1

（1）M端电势高（2）V="5m/s" （3）

解
（1）由右手定则可判断M端电势高………………………………………  2分
（2）由题意可知：当金属杆MN受到的安培力F_安=F时，杆获得的速度最大
即
代入数据得V=5m/s          ………………………………………  4分
（3）当杆MN获得最大速度后，杆即做匀速运动，此时U_MN电势差最大
此时由法拉第电磁感觉定律可得E=BLV=5V…………………………   2分
由欧姆定律可得：…………   2分
本题考查导体棒切割磁感线，由右手定则可判断M端电势高，当金属杆MN受到的安培力F_安=F时，杆获得的速度最大，根据安培力公式，可得最大速度。当杆MN获得最大速度后，杆即做匀速运动，此时U_MN电势差最大。此时由法拉第电磁感觉定律根据欧姆定律可得MN两端电势。