Question

如圖所示，兩根很長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌相距L，放在一水平面內(nèi)，其左端接有電容C，阻值為R₁和R₂的電阻。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)用大小為F的水平恒力拉棒，使它沿垂直于棒的方向向右運(yùn)動(dòng)，棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，試求：

（1）棒運(yùn)動(dòng)的最大速度。
（2）若棒達(dá)到最大速度以后突然停止，則電容放電瞬間棒受到的安培力大小和方向。

Answer 1

（1）（2）F 方向向右

解析試題分析：（1）當(dāng)棒的速度達(dá)到最大時(shí)，外力的功率等于回路消耗的熱功率。
即E²/R₁=F （2分）    其中E=BL （1分）
由①②兩式解得：（1分）
另解：當(dāng)安培力等于外力F時(shí)，棒的速度達(dá)到最大，則
F=BIL （1分）  其中 I=E/R₁（1分） E=BL（1分）
由以上三式解得：（1分）
（2）電容放電時(shí)電流方向從b到a，根據(jù)左手定則可知安培力方向向右。（1分）
安培力大小 （1分）    式中 （1分）
解得：F（1分）
考點(diǎn)：考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)，歐姆定律
點(diǎn)評(píng)：本題是電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)知識(shí)的綜合，安培力是聯(lián)系力與電磁感應(yīng)的橋梁，