Question

8．如圖所示，電阻不計的平行金屬導軌MN和OP放置在水平面內．MO間接有阻值為R=3Ω的電阻，導軌相距d=lm，其間有豎直向下的勻強磁場，磁感強度B=0.5T．質量為m=0.1kg，電阻為r=lΩ的導體棒CD垂直于導軌放置，并接觸良好．用平行于 MN的恒力F=1N向右拉動CD．CD受摩擦阻力f恒為0.5N．求
（1）經過電阻R的感應電流方向？
（2）CD運動的最大速度是多少？

Answer 1

分析 （1）應用右手定則可以判斷出感應電流方向，然后判斷流過電阻的電流方向．
（2）當導體棒勻速運動時速度達到最大，應用平衡條件可以求出CD棒的最大速度．

解答 解：（1）由右手定則可知，感應電流從D流向C，通過電阻R的電流從M流向O；
（2）導體棒受到的安培力：F_安培=BId=$\frac{{B}^{2}p9vv5xb5^{2}v}{R+r}$，
導體棒勻速運動時速度最大，由平衡條件得：F=$\frac{{B}^{2}p9vv5xb5^{2}v}{R+r}$+f，
解得，導體棒的最大速度：v=8m/s；
答：（1）經過電阻R的感應電流方向：由M流向O．
（2）CD運動的最大速度是8m/s．

點評 導體棒最終做勻速直線運動，此時導體棒的速度最大，分析清楚導體棒的運動過程是解題的前提與關鍵；應用右手定則、安培力公式與平衡條件可以解題．