题目
(16分)如图,一匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,方向沿水平方向,在垂直于磁场方向的竖直平面内放一个U型光滑金属框,金属棒PQ与U型框接触良好,可以自由上下滑动,且始终保持水平.若PQ棒的质量为m=0.2g,长L=0.1m,电阻R=0.2,其它电阻不计,取g=10m/s2。求:(1)PQ棒下落速度为2m/s时,流过PQ棒的电流大小和方向?(2)此时PQ棒受到的安培力多大?(3)PQ棒下落能达到的最大速度是多少?
答案:(1)PQ棒下落速度v=2m/s,产生的感应电动势为 E=BLv=0.02V(2分)回路中的电流 (2分)PQ棒上的电流方向是由P流向Q(2分)PQ棒所受的安培力F=BLI=0.001N(2分)(2)PQ棒匀速下落时速度为最大,有 BLIm=mg(2分)而 (2分)(2分)∴ (2分)