Question

如圖所示，兩根很長的光滑平行導軌相距L，放在一水平面內，其左端接有電容C，阻值為R₁和R₂的電阻。整個裝置放在磁感應強度為B的勻強磁場中，現用大小為F的水平恒力拉棒，使它沿垂直于棒的方向向右運動，棒與導軌的電阻不計，試求：

（1）棒運動的最大速度。

（2）若棒達到最大速度以后突然停止，則電容放電瞬間棒受到的安培力大小和方向。

 

Answer 1

【答案】

（1）（2）F 方向向右

【解析】

試題分析：（1）當棒的速度達到最大時，外力的功率等于回路消耗的熱功率。

即E²/R₁=F （2分）    其中E=BL （1分）

由①②兩式解得：（1分）

另解：當安培力等于外力F時，棒的速度達到最大，則

F=BIL （1分）  其中 I=E/R₁（1分） E=BL（1分）

由以上三式解得：（1分）

（2）電容放電時電流方向從b到a，根據左手定則可知安培力方向向右。（1分）

安培力大小 （1分）    式中 （1分）

解得：F（1分）

考點：考查了導體切割磁感線運動，歐姆定律

點評：本題是電磁感應與電路、力學知識的綜合，安培力是聯系力與電磁感應的橋梁，