如图所示,平行的光滑金属导轨EF和GH相距L,处于同一竖直平面内,EG间接有阻值为R的电阻,轻质金属杆ab长为2L,紧贴导轨竖直放置.在离b端L/2处固定套有一质量为m的小球.整个

◎ 题目

如图所示,平行的光滑金属导轨EF和GH相距L,处于同一竖直平面内,EG间接有阻值为R的电阻,轻质金属杆ab长为2L,紧贴导轨竖直放置.在离b端L/2处固定套有一质量为m的小球.整个装置处于与导轨平面垂直、磁感应强度为 B的匀强磁场中,当ab杆由静止开始紧贴导轨绕b端向右倒下至水平位置时,球的速度为v.若导轨足够长,导轨及金属杆电阻不计,在此过程中通过电阻R的电量为______,金属杆离开导轨EF前的一瞬间,通过R的电流强度为______.
魔方格

◎ 答案

(1)通过电阻R的电量为q=
△Φ
R
=
B?△S
R
=
B(
1
2
L?

3
L)
R
=

3
BL2
2R

(2)设金属杆离开导轨EF前瞬间小球的速度为V,由几何知识得:∠FbH=30°.
从金属杆离开导轨EF到至水平位置的过程中,小球的机械能守恒,则有
    mg
L
2
sin30°=
1
2
mv2
-
1
2
mV2
,得V=

v2-
gL
2

由v=ωr,a端与球转动的角速度相等,则金属杆离开导轨EF前的一瞬间,a端的速度为Va=4V,杆将产生的感应电动势为E=B?2L
Va
2

通过R的电流强度为I=
E
R

联立以上各式得:I=
2BL
R

4
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