昆山市第一中学 凌云

如图所示,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L,导轨的两端分别与电源、滑动变阻器R、定值电阻、电容器和开关相连,电容器原来不带电且耐压足够大,整个装置处在垂直于导轨平面向外的磁感应强度为B的匀强磁场中,一质量为m的金属棒ab（电阻不计）横跨在导轨上.已知电源电动势为E,内阻为r,电容器的电容为C,定值电阻的阻值为R0,不计导轨电阻.求: (1)当S接1时,金属棒ab在磁场中恰好保持静止,则滑动变阻器接入电路的阻值多大? (2)当S接2后,金属棒ab从静止开始下落,下落距离s时达到稳定速度,则此稳定速度多大?下落s 过程历时多少? (3)先把S接通2,待ab达到稳定速度后,再将S接到    3,试通过计算,说明ab此后的运动性质如何?求ab再下落距离s时,电容器储存的电能是多少? 参考答案： (1)对棒由平衡条件:  BIL=mg.......①  　由欧姆定律 I = ...........②  由①、② 得:  R= (2)由mg= 得  v=   棒下落过程,由牛顿定律: mg-BL =m .......③.　 = ........④　 t=q= ..........⑤.          由④ ⑤得:  t= (3)S 接3后的充电流    I= .....⑥.　mg-BLI=ma .......⑦ 由.⑥⑦得: =定值,故ab棒作匀加速直线运动,电流恒定. .......⑧　由能量守恒定律: ...............⑨ 解得: 命题人：昆山市第一中学凌云