题目
如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I.整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻.求:1.磁感应强度的大小B;2.电流稳定后,导体棒运动速度的大小v;3.流经电流表电流的最大值Im.
答案: 1.B=.2.v=.3.Im=.解析:(1)电流稳定后,导体棒做匀速运动,则有BIL=mg ①解得B=. ②(2)感应电动势E=BLv ③感应电流I= ④由②③④式解得v=. (3)由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,设为vm由机械能守恒定律得mv=mgh 感应电动势的最大值Em=BLvm, 感应电流的最大值Im= 解得Im=.