◎ 题目

如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中．一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动．质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态．不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力． （1）通过ab边的电流Iab是多大？ （2）导体杆ef的运动速度v是多大？

◎ 答案

（1）设通过正方形金属框的总电流为I，ab边的电流为Iab，dc边的电流为Idc，有：Iab= 3 4 IIcd= 1 4 I 金属框受重力和安培力，处于静止状态，有：mg=B2IabL2+B2IdcL2 联立三式解得：Iab= 3mg 4B2L2 故通过ab边的电流Iab是：Iab= 3mg 4B2L2 ． （2）由（1）可得：I= mg B2L2 设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，有：E=B1L1v 设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R，则：R= 3 4 r 根据闭合电路欧姆定律，有：I= E R 联立解得：v= 3mgr 4B1B2L1L2 ． 故导体杆ef的运动速度v是：v= 3mgr 4B1B2L1L2 ．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中．一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速…”主要考查了你对  【共点力的平衡】，【闭合电路欧姆定律】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】，【导体切割磁感线时的感应电动势】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。