Question

在豎直平面內(nèi)有一光滑導(dǎo)軌MN、PQ，導(dǎo)軌寬0.4m，在導(dǎo)軌間連一個(gè)1.8Ω的電阻，導(dǎo)軌間有一水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.5T，有一導(dǎo)體棒AB的質(zhì)量m=0.02Kg 電阻0.2Ω，能與導(dǎo)軌始終保持良好接觸并能沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，AB從靜止開(kāi)始下滑，當(dāng)它能達(dá)到的最大速度（加速度為零）時(shí)，
求：（1）導(dǎo)體棒的安培力是多少？
（2）導(dǎo)體棒的電流是多少？
（3）導(dǎo)體棒的電動(dòng)勢(shì)是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到最大時(shí)，重力與安培力平衡．
（2）根據(jù)安培力公式求出導(dǎo)體棒的電流．
（3）導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)相當(dāng)于電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出導(dǎo)體棒的電動(dòng)勢(shì)．
解答：解：（1）AB從靜止開(kāi)始下滑時(shí)，開(kāi)始階段重力大于安培力，導(dǎo)體棒做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)安培力與重力平衡時(shí)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到最大．由安培力與重力平衡得，導(dǎo)體棒的安培力F=mg=0.2N
（2）由安培力公式F=BIL得，
    =
（3）導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)相當(dāng)于電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律得
   導(dǎo)體棒的電動(dòng)勢(shì)為E=I（R+r）=1×（1.8+0.2）V=2V
答：
（1）導(dǎo)體棒的安培力是2N．
（2）導(dǎo)體棒的電流是1A．
（3）導(dǎo)體棒的電動(dòng)勢(shì)是2V．
點(diǎn)評(píng)：本題實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體在磁場(chǎng)中平衡問(wèn)題，分析安培的大小和方向是關(guān)鍵．