如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌ef和gh水平放置且相距L，在其左端各固定一個半徑為r的四分之三金屬光滑圓環...

問題詳情：

如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌ef和gh水平放置且相距L，在其左端各固定一個半徑為r的四分之三金屬光滑圓環，兩圓環面平行且豎直．在水平導軌和圓環上各放有一根質量為m，電阻為R與導軌垂直的金屬桿ab、cd，其餘電阻不計．整個裝置處於磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中．當用水平向右的恆力F=mg拉細杆ab，並最終達到勻速運動時，杆cd恰好靜止在圓環上某處，試求：

（1）杆ab做勻速運動時，迴路中的感應電流的大小和方向；

杆ab做勻速運動時的速度；

（3）杆cd靜止的位置距圓環最低點的高度．

【回答】

解：（1）勻速時，拉力與安培力平衡，F=BIL

得：I= 方向：a→b 或d→c

設勻速運動時金屬棒ab的速度為v，產生的感應電動勢為E，則：

E=BLv迴路電流I=

聯立得：v=

（3）設杆cd平衡時，和圓心的連線與豎直方向的夾角為θ，如圖杆受到重力、*力、安培力三力平衡，則：

得：θ=60°

由幾何知識得：

答：（1）感應電流為 方向：a→b 或d→c；

杆ab做勻速運動時的速度為

（3）杆cd靜止的位置距圓環最低點的高度．

知識點：安培力與洛倫茲力單元測試

題型：計算題