Question

（18分）如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌cd和ef，水平放置且相距L，在其左端各固定一個半徑為r的四分之三金屬光滑圓環，兩圓環面平行且豎直。在水平導軌和圓環上各有一根與導軌垂直的金屬桿，兩金屬桿與水平導軌、金屬圓環形成閉合回路，兩金屬桿質量均為m，電阻均為R，其余電阻不計。整個裝置放在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中。當用水平向右的恒力F=mg拉細桿，達到勻速運動時，桿b恰好靜止在圓環上某處，試求：

（1）桿做勻速運動時，回路中的感應電流，并在圖中桿上標出感應電流的方向

（2）桿做勻速運動時的速度；

（3）桿b靜止的位置距圓環最低點的高度。

 

 

Answer 1

⑴

⑵

 

解析:⑴勻速時，拉力與安培力平衡，F=BIL。。。。。。。。（2分）

    得：。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）

⑵金屬棒a切割磁感線，產生的電動勢E=BLv。。。。。。。。。。。。。。（2分）

    回路電流。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）

    聯立得：。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）

⑶平衡時，棒和圓心的連線與豎直方向的夾角為θ，

     。。。。。。。。。。（2分） 

 得：θ=60°。。。。。。。（2分）

 

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（4分）