Question

【題目】如圖所示，豎直放置的足夠長的光滑平行金屬導軌，間距 L= 0.5m，導軌上端接有電阻R= 1.0Ω，導軌電阻忽略不計�？臻g有一水平方向的有上邊界的勻強磁場，磁感應強度大小B= 0.40T，方向垂直于金屬導軌平面向外。質(zhì)量m= 0.02kg、電阻不計的金屬桿MN，從靜止開始沿著金屬導軌下滑，下落一定高度后以v0＝2.5m/s的速度進入勻強磁場中，在磁場下落過程中金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好。已知重力加速度g＝10m/s2，不計空氣阻力。求：

（1）金屬桿剛進入磁場時的感應電流大小及方向；

（2）金屬桿運動的最大速度；

（3）金屬桿進入磁場區(qū)域后，下落h= 0.2m的過程中流過金屬桿的電量。

Answer 1

【答案】① 0.5A，方向：由N流向M ② 5m/s ③ 0.04C

【解析】

（1）金屬桿剛進入磁場時感應電動勢：

感應電流：

由右手定則可知，電流：由N流向M；

（2）金屬桿達到最大速度時，處于平衡狀態(tài)，則

此時的感應電動勢，感應電流

安培力

聯(lián)立解得：

代入數(shù)據(jù)解得：

（3）金屬桿進入磁場區(qū)域后，下落h= 0.2m的過程中平均感應電動勢：

平均感應電流：

通過金屬桿的電荷量：

代入數(shù)據(jù)解得：