Question

如圖所示，光滑導(dǎo)軌立在豎直平面內(nèi)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T.電源的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，內(nèi)阻不計(jì).當(dāng)電鍵K撥向a時(shí)，導(dǎo)體棒（電阻為R）PQ恰能靜止.當(dāng)K撥向b后，導(dǎo)體棒PQ在1 s內(nèi)掃過(guò)的最大面積為多少？（導(dǎo)軌電阻不計(jì)）

Answer 1

3 m²

解析：設(shè)金屬棒PQ長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻為R，電鍵接a時(shí)，電路中電流I=,導(dǎo)體棒PQ靜止時(shí)mg=BIL=

電鍵K接b，導(dǎo)體棒PQ從靜止下落，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，同時(shí)PQ受安培力作用，導(dǎo)體棒向下做加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，而加速度減小，最后以v_m做勻速運(yùn)動(dòng).

此時(shí)mg=F_安=,有：,v_m=.

PQ達(dá)到最大速度后，單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積最大，故PQ在1 s內(nèi)掃過(guò)的最大面積：

S_m=v_m·L·t= m²=3 m².