Question

【題目】如圖所示，有一垂直于紙面向里、磁感應強度B＝0.1T的水平勻強磁場，垂直于勻強磁場放置一足夠長的U型金屬框架，框架上有一導體ab保持與框架垂直接觸，且由靜止開始下滑。已知ab長1m，質量為0.1kg，電阻為0.1Ω，框架光滑且電阻不計，取g=10m/s2，求：

（1）導體ab下落的最大加速度大��；

（2）導體ab下落的最大速度大��；

（3）導體ab達到最大速度時產生的電功率。

Answer 1

【答案】（1）10m/s2；（2）10m/s；（3）10W

【解析】

(1)對導體ab受力分析可知，其開始運動時所受的合力最大，即為重力，由牛頓第二定律可知

Mg=ma

最大加速度為

a=g=10m/s2

(2)導體ab下落的速度最大時，加速度為零，此時有

mg=F安

F安=BIL

I=

E=BLvmax

聯立以上各式得

vmax＝＝m/s＝10m/s

(3)導體ab達到最大速度時其電功率為P＝IE，由以上各式得

P＝＝W＝10W