Question

 如右图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为，导轨左端连接一个电阻R．一根质量为m、电阻为的金属杆ab垂直放置在导轨上．在杆的右方距杆为处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B．对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为，之后进入磁场恰好做匀速运动．不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力．求：

⑴导轨对杆ab的阻力大小；

⑵杆ab中通过的电流及其方向；

⑶导轨左端所接电阻R的阻值．

Answer 1

解析：⑴杆进入磁场前做匀加速运动，对杆利用动能定理得：

                                      ……………（2分）

解得导轨对杆的阻力

                                            ……………（1分）

⑵杆进入磁场后作匀速运动，有

                                            ……………（1分

杆所受的安培力                                 ……………（1分）

解得杆中通过的电流

                                              ……………（2分）

由右手定则判断出中通过的电流方向自流向          ……………（1分）

⑶杆产生的感应电动势

                                             ……………（1分）

杆中的感应电流

                                            ……………（1分）

解得左端所接的电阻阻值为

                                       ……………（2分）