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如图所示,,电压表与电流表的量程分别为0~10V和0~3A,电表均为理想电表。导体棒ab与导轨电阻均不计,且导轨光滑,导轨平面水平,ab棒处于匀强磁场中。

(1)当变阻器R接入电路的阻值调到30,且用=40N的水平拉力向右拉ab棒并使之达到稳定速度时,两表中恰好有一表满偏,而另一表又能安全使用,则此时ab棒的速度是多少?

(2)当变阻器R接入电路的阻值调到,且仍使ab棒的速度达到稳定时,两表中恰有一表满偏,而另一表能安全使用,则此时作用于ab棒的水平向右的拉力F2是多大?

 

答案

(1)

(2)


解析:

(1)假设电流表指针满偏,即I=3A,那么此时电压表的示数为U==15V,电压表示数超过了量程,不能正常使用,不合题意。因此,应该是电压表正好达到满偏。

当电压表满偏时,即U1=10V,此时电流表示数为

设a、b棒稳定时的速度为,产生的感应电动势为E1,则E1=BLv1,且E1=I1(R1+R)=20V

a、b棒受到的安培力为

F1=BIL=40N

解得

(2)利用假设法可以判断,此时电流表恰好满偏,即I2=3A,此时电压表的示数为=6V可以安全使用,符合题意。

由F=BIL可知,稳定时棒受到的拉力与棒中的电流成正比,所以

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