問題詳情:
如圖所示,兩足夠長的光滑金屬導軌豎直放置,相距為L,一理想電流表和一電阻R串聯後再與兩導軌相連,勻強磁場與導軌平面垂直.一質量為m、有效電阻為r的導體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放.導體棒進入磁場後,流經電流表的電流逐漸減小,最終穩定為I.整個運動過程中,導體棒與導軌接觸良好,且始終保持水平,不計導軌的電阻.求:
(1)磁感應強度的大小B;
(2)電流穩定後,導體棒運動速度的大小v;
(3)流經電流表電流的最大值Im.
【回答】
解:(1)電流穩定後,導體棒做勻速運動,此時導體棒受到的重力和安培力平衡,
則有 BIL=mg 解得:
(2)感應電動勢 E=BLv 感應電流 解得:
(3)由題意得導體棒剛進入磁場時的速度最大,設為vm 由機械能守恆定律得, 感應電動勢最大值 Em=BLvm 感應電流最大值
解得,則流經電流表電流的最大值.
答:(1)磁感應強度的大小B為;
(2)電流穩定後,導體棒運動速度的大小v為;
(3)流經電流表電流的最大值.
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:計算題