◎ 题目

如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨PQ、MN，其电阻不计，间距d=0.5m，P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B0=0.2T的匀强磁场中，两金属棒L1、L2平行地搁在导轨上，其电阻均为r=0.1Ω，质量分别为M1=0.3kg和M2=0.5kg．固定棒L1，使L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由静止开始运动．试求： （1）当电压表读数为U=0.2V时，棒L2的加速度为多大； （2）棒L2能达到的最大速度vm．

◎ 答案

（1）L2切割磁感线产生感应电动势， 电压表测L1两端电压，电路电流： I= U r = 0.2V 0.1Ω =2A， L2所受的安培力： FB=BId=0.2×2×0.5=0.2N， 对L2由牛顿第二定律得：F-FB=m2a， 解得，L2的加速度：a= F-FB m2 = 0.8-0.2 0.5 =1.2m/s2； （2）当杆做匀速直线运动时，棒L2速度达到最大，此时电路电流为Im， L2切割磁感线产生感应电动势：E=Bdvm， 电路电流Im= Bdvm 2r ， 安培力：FB=BImd= B2d2vm 2r ， 杆做匀速直线运动，由平衡条件得： F=FB，即：F= B2d2vm 2r ， 解得：vm= 2Fr B2d2 =16m/s； 答：（1）当电压表读数为U=0.2V时，棒L2的加速度为1.2m/s2；（2）棒L2能达到的最大速度为16m/s．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨PQ、MN，其电阻不计，间距d=0.5m，P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B0=0.2T的匀强磁场中…”主要考查了你对  【导体切割磁感线时的感应电动势】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。