Question

18．如圖所示，固定于水平桌面上的光滑金屬框架，處于豎直向上的勻強磁場中，導軌的寬度為L，金屬棒ab擱在框架上，在恒力F作用下由靜止開始運動．已知金屬棒ab的電阻為r，電阻阻值為R，其余部分電阻不計，磁感應強度為B．求導體棒的最大速度．

Answer 1

分析 導體棒先做加速度減小的變加速運動，當加速度為零時做勻速直線運動，速度達到最大，根據(jù)拉力F的功率等于電功率，列式求解．

解答 解：當導體棒勻速運動時速度最大，設最大速度為v．
則有：Fv=$\frac{{E}^{2}}{R+r}$
又 E=BLv
聯(lián)立得：v=$\frac{F（R+r）}{{B}^{2}{L}^{2}}$
答：導體棒的最大速度為$\frac{F（R+r）}{{B}^{2}{L}^{2}}$．

點評 解決本題的關鍵要明確金屬棒的運動過程，知道速度最大的條件：勻速運動，利用能量守恒列出功率關系求出，也可以由E=BLv、歐姆定律、安培力公式、平衡條件聯(lián)立求解．