Question

如图所示，平行光滑U形导轨倾斜放置，倾角为θ=30°，导轨间的距离L=1.0m，电阻R=3.0Ω，导轨电阻不计．

如图所示，平行光滑U形导轨倾斜放置，倾角为θ=30°，导轨间的距离L=1.0m，电阻R=3.0Ω，导轨电阻不计．匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=2.0T，质量m=0.4kg、电阻r=1.0Ω的金属棒ab垂直置于导轨上．现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小为F=5.0N的恒力，使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行．求金属棒ab达到匀速运动时的速度大小．（g取10m/s2）

Answer 1

当金属棒匀速运动时，由力的平衡条件得：
F=mgsin30°+BIL
求得：I=1.5A
由闭合电路欧姆定律得：I=

E

R+r

=

BLv

R+r

联立以上方程解得金属棒匀速运动的速度大小为：v=3m/s．
故金属棒ab达到匀速运动时的速度大小：v=3m/s．