Question

如下圖所示，電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MN和OP放置在水平面內(nèi)．MO間接有阻值為R＝3 Ω的電阻．導(dǎo)軌相距d＝1 m，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度B＝0.5 T．質(zhì)量為m＝0.1 kg，電阻為r＝1 Ω的導(dǎo)體棒CD垂直于導(dǎo)軌放置，并接觸良好，現(xiàn)用平行于MN的恒力F＝1 N向右拉動CD，CD受摩擦阻力f恒為0.5 N．求

(1)CD運(yùn)動的最大速度是多少？

(2)當(dāng)CD達(dá)到最大速度后，電阻R消耗的電功率是多少？

(3)當(dāng)CD的速度為最大速度的一半時，CD的加速度是多少？

Answer 1

答案：
解析：

解析：(10分)(1)對于導(dǎo)體棒CD，由安培定則得：F0＝BId(1分) 　　根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：E＝Bdv(1分) 　　在閉合回路CDOM中，由閉合電路歐姆定律得：I＝E/(R＋r)(1分) 　　當(dāng)v＝vmax時，有：F＝F0＋f(1分) 　　上各式可解得m/s(1分) 　　(2)當(dāng)CD達(dá)到最大速度時有E＝Bdvmax(0.5分)，則可得Imax＝Emax/(R＋r)(0.5分) 　　由電功率公式可得(0.5分) 　　由以上各式可得電阻R消耗的電功率是：(0.5分) 　　(3)當(dāng)CD的速度為最大速度的一半時(0.5分) 　　回路中電流強(qiáng)度為：＝/(R＋r)(0.5分)，CD受到的安培力大小＝d(0.5分) 　　由牛頓第二定律得：F合＝F－－f＝ma(0.5分)，代入數(shù)據(jù)可解得：a＝2.5 m/s2(1分)