問題詳情：
如圖所示，電阻不計的平行金屬導軌MN和OP放置在水平面內，MO間接有阻值為R＝3 Ω的電阻，導軌相距d＝1 m，其間有豎直向下的勻強磁場，磁感應強度B＝0.5 T。質量為m＝0.1 kg，電阻為r＝1 Ω的導體棒CD垂直於導軌放置，並接觸良好。用平行於MN的恆力F＝1 N向右拉動CD，CD受的摩擦阻力Ff恆為0.5 N。求：
（1）CD運動的最大速度vm的大小。
（2）當CD達到最大速度後，電阻R消耗的電功率P是多少？
（3）當CD的速度為最大速度的一半時，CD的加速度a的大小。
【回答】
【解析】 (1)設導體棒的運動速度為v，則
產生的感應電動勢為：E＝Bdv （1分）
根據閉合電路歐姆定律有：I＝
（1分）
則安培力為：F0＝BdI （1分）
據題意分析，當v最大時，有：F－F0－Ff＝0 （1分）
聯立以上各式得：vm＝
＝8 m/s. （2分）
(2)棒CD速度最大時，同理有：
Em＝Bdvm；Im＝
（1分）；
而P＝I
·R （1分）
聯立得：P＝
＝3 W （2分）
(3)當CD速度為
vm時有：E′＝
（1分）
I′＝
； F′＝BI′d
據牛頓第二定律有：F－F′－Ff＝ma （1分）
聯立得：a＝2.5 m/s2 （2分）
【*】 (1)8 m/s (2)3 W (3)2.5 m/s2
知識點：專題八 電磁感應
題型：計算題
國文精選館
