题目

题型：淮安模拟难度：来源：

如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd和ef，水平放置且相距L，在其左端各固定一个半径为r的四分之三金属光滑圆环，两圆环面平行且竖直．在水平导轨和圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆，两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路，两金属杆质量均为m，电阻均为R，其余电阻不计．整个装置放在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中．当用水平向右的恒力F=

3

mg拉细杆a，达到匀速运动时，杆b恰好静止在圆环上某处，试求：
（1）杆a做匀速运动时，回路中的感应电流；
（2）杆a做匀速运动时的速度；
（3）杆b静止的位置距圆环最低点的高度．

答案

（1）a棒匀速运动时，拉力与安培力平衡，F=BIL
得：I=

3 mg

BL

（2）金属棒a切割磁感线，产生的电动势E=BLv
回路电流I=

E

2R

  联立得：v=

2 3 mgR

B2L2

（3）b棒平衡时，设棒和圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，
  则有tanθ=

F

mg

=

3

得：θ=60°
所以h=r（1-cosθ）=

r

2

答：
（1）杆a做匀速运动时，回路中的感应电流I=

3 mg

BL

；
（2）杆a做匀速运动时的速度v=

2 3 mgR

B2L2

；
（3）杆b静止的位置距圆环最低点的高度h=

r

2

．