Question

如图所示，长为L，电阻为 r=0.30Ω 、质量为 m=0.10kg 的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑

如图所示，长为L，电阻为 r=0.30Ω 、质量为 m=0.10kg 的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也为L，金属棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有阻值 R=0.50Ω 的电阻。量程为 0～3.OA 的电流表串接在一条导轨上，量程为 0～1.OV 的电压表接在电阻R的两端。垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面。现以向右恒定外力F使金属棒向右移动。当金属棒以 V=2.0m/s 的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏。问： 小题1:满偏的电表是什么表？说明理由。小题2:拉动金属棒的外力F多大？小题3:若此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上。求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻R的电量。

Answer 1

小题1:电压表满偏 小题2:1.6N  小题3:q=mv/BL=0.25C

（1）电压表满偏        理由是：若电流表满偏，回路中的电流应是I=3.0A，则电压表的示数应是U=IR=1.5V大于电压表量程；这不符合题意；若是电压表满偏，这时回路的电流是I=U/R=2.0A，说明电流表未满偏。 （2）根据能的转化和守恒定律：F v=I 2 (R+r),而I=U/R，  解得: F=U 2 (R+r)/R 2 v="1.6N     " (3) 取极小的Dt时，可以看作匀变速运动由牛二定律： F=ma， 即  BIL=ma=mDv/Dt， 可以得到：   BILDt 1 =mDv 1              BILDt 2 =mDv 2 BILDt 3 =mDv 3                 …… BILDt n =mDv n 两边求和BI 1 LDt 1 + BI 2 LDt 2 +…= mDv 1 + mDv 2 +…      即            BLq=mΔv="mv         " q=mv/BL=0.25C