Question

MN為中間接有電阻R=5Ω的U型足夠長金屬框架，框架寬度d=0.2m,豎直放置在如圖所示的水平勻強磁場中，磁感應強度B=5T，電阻為r=1Ω的導體棒AB可沿MN無摩擦滑動且接觸良好�，F無初速釋放導體棒AB，發現AB下滑h=6m時恰達穩定下滑狀態。已知導體棒AB的質量m=0.1kg,其它電阻不計。求：
（1）AB棒穩定下滑的速度；
（2）此過程中電阻R上消耗的電能；
（3）從開始下滑到穩定狀態，流經R的電量。

Answer 1

（1）由平衡知識有：mg=F ① 根據安培力公式有：F=BId ② 根據法拉第電磁感應定律有：E=BdV ③ 解得： V=6m/s ④ （2）從開始下滑到穩定的過程中，由能量關系有： ⑤電阻R消耗的電能 ⑥ 解得： ⑦ （3）根據電流強度定義式有： ⑧根據全電路歐姆定律有：I=E/(R+r) ⑨根據法拉第電磁感應定律有：E=△Φ/△t ⑩解得：q =1C評分標準：①式2分，②③式各1分，④式2分，⑤式3分，⑥式2分，⑦1分，⑧式2分⑨⑩式各1分，結果2分，共計18分。