如圖1，abcd為質量M的導軌，放在光滑絕緣的水平面上，另有一根質量為m的金屬棒PQ平行bc放在水平導軌上，P...

問題詳情：

如圖1，abcd為質量M的導軌，放在光滑絕緣的水平面上，另有一根質量為m的金屬棒PQ平行bc放在水平導軌上，PQ棒左邊靠著絕緣固定的豎直立柱e、f，導軌處於勻強磁場中，磁場以OO′為界，左側的磁場方向豎直向上，右側的磁場方向水平向右，磁感應強度均為B．導軌bc段長l，其電阻為r，金屬棒電阻為R，其餘電阻均可不計，金屬棒與導軌間的動摩擦因數μ．若在導軌上作用一個方向向左、大小恆為F的水平拉力，設導軌足夠長，PQ棒始終與導軌接觸．試求：

（1）導軌運動的最大加速度amax；

（2）流過導軌的最大感應電流Imax；

（3）在如圖2中定*畫出迴路中感應電流I隨時間t變化的圖象，並寫出分析過程．

【回答】

解：（1）由牛頓第二定律 F﹣BIl﹣μ（mg﹣BIl）=Ma

導軌剛拉動時，υ=0，I感=0，此時有最大加速度amax=

（2）隨著導軌速度增加，I感增大，a減小，當a=0時，有最大速度υm

由上式，得

則：

（3）從剛拉動開始計時，t=0時，υ0=0，I感=0；t=t 1時，υ達最大，I感=Im；0～t 1之間，導軌做速度增加，加速度減小的變加速運動，I感與υ成正比關係，以後a=0，速度保持不變，I感保持不變．

答：（1）導軌運動的最大加速度是；

（2）流過導軌的最大感應電流是；

（3）定*畫出迴路中感應電流I隨時間t變化的圖象如圖．

知識點：安培力與洛倫茲力單元測試

題型：計算題