◎ 题目

如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l=0.2m，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在X≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T．一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v0=2m/s的初速度进人磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力 F的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s2，方向与初速度方向相反．设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好，求： （1）电流为零时金属杆所处的位置 （2）保持其他条件不变，而初速度v0取不同值，求开始时F的方向与初速度v0取值的关系．

◎ 答案

（1）感应电动势E=Blv，感应电流   I= E R ∴I=0时，v=0 此时，x= v 20 2a =1（m） （2）初始时刻，金属直杆切割磁感线速度最大，产生的感应电动势和感应电流最大Im= Blv0 R 开始时 v=v0，f=BIml= B2l2v0 R F+f=ma　　F=ma-f=ma- B2l2v0 R 所以当v0＜ maR B2l2 =10 m/s 时，F＞0，方向与x轴正方向相反 当v0＞ maR B2l2 =10 m/s 时，F＜0，方向与x轴正方向相同． 答：（1）电流为零时金属杆所处的位置为x=1m． （2）当v0＜ maR B2l2 =10 m/s 时，F＞0，方向与x轴正方向相反 当v0＞ maR B2l2 =10 m/s 时，F＜0，方向与x轴正方向相同．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l=0.2m，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在X≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T．一质量为…”主要考查了你对  【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】  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。