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,一理想電流表與兩導軌相連,勻強磁場與導軌平面垂直。一質量為、有效電阻為R的導體棒在距磁場上邊界處靜止釋放。導體棒進入磁場後,通過電流表的電流逐漸減小,最終穩定為。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B的大小;
(2)電流穩定後,導體棒運動速度的大小;
(3)通過電流表電流的最大值。
【回答】
(1)電流穩定後,導體棒做勻速運動,安培力與重力平衡,則有①
解得②。
(2)感應電動勢③,感應電流④,由②③④式解得。
(3)由題意知,導體棒剛進入磁場時的速度最大,產生的感應電流最大,設最大速度為.
對於自由下落的過程,根據機械能守恆得:
感應電流的最大值
代入解得,。
知識點:簡諧運動
題型:計算題