如图9-2-25所示,宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上,框架

如图9225所示,宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上,框架的上端接有一个电子元件,其阻值与其两端所加的电压成正比,即RkU,式中k为已知常数.框架上有一质量为m,离地高为h的金属棒,金属棒与框架始终接触良好无摩擦,且保持水平.磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于框架平面向里.将金属棒由静止释放,棒沿框架向下运动,不计金属棒及导轨的电阻.重力加速度为g.求:

(1)金属棒运动过程中,流过棒的电流的大小和方向;

(2)金属棒落到地面时的速度大小;

(3)金属棒从释放到落地过程中通过电子元件的电荷量.

答案

解析 (1)流过电子元件的电流大小为I由串联电路特点知流过棒的电流大小也为由右手定则判定流过棒的电流方向为水平向右(或从ab)

(2)在运动过程中金属棒受到的安培力为

FBIL

对金属棒运用牛顿第二定律有mgFma

ag恒定故金属棒做匀加速直线运动

根据v22axv

(3)设金属棒经过时间t落地hat2

解得t

故有qI·t

答案 (1) 水平向右(或从ab) 

(2)  (3)

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