Question

如右图示，位于水平面内的两条平行导轨相距l=0.3米；电源电动势为ε=6 伏，内阻不计，R=5欧；金属棒ab置于导轨上，且与导轨垂直；整个装置放在图示方向的匀强磁场中，当闭合K后，金属棒运动时所受的摩擦力阻力f=0.1牛，求ab棒的最大速度v_max和v_max对应的磁 感应强度B(金属棒和导轨的电阻不计)。

 

Answer 1

【答案】

18米/秒，0.56特

【解析】

试题分析：闭合电键K，根据左手定则判断出ab棒受到的安培力向左，金属棒做加速运动，又因为金属棒向左运动切割磁感线，产生与电源反方向的电势差，所以电路中的电流减小，金属棒做加速度减小的加速运动，最后安培力等于摩擦力，金属棒所受合力为零做匀速运动。

根据金属棒的受力：时，速度最大，金属棒做匀速直线运动

又因为

回路中的电流：

根据题意f=0.1牛

联立上式得：

因为B有解，所以，即，

所以最大速度为18m/s

把代入方程解得，B=

考点：本题考查电磁感应现象与力学知识的综合应用

点评：此题综合能力较强，关键是需要学生考虑到解此方程要用数学求根的方法，题目过程简单，解答较难。