Question

如圖22所示，M、N是水平放置的很長的平行金屬板，兩板間有垂直于紙面沿水平方向的勻強磁場，其磁感應強度大小為B=0.25T，兩板間距d=0.4m，在M、N板間右側部分有兩根無阻導線P、Q與阻值為0.3的電阻相連。已知MP和QN間距離相等且等于PQ間距離的一半，一根總電阻為r=0.2均勻金屬棒ab在右側部分緊貼M、N和P、Q無摩擦滑動，忽略一切接觸電阻。現(xiàn)有重力不計的帶正電荷q=1.6×10^－9C的輕質小球以v₀=7m/s的水平初速度射入兩板間恰好能做勻速直線運動，則：
（1）M、N間的電勢差應為多少？
（2）若ab棒勻速運動，則其運動速度大小等于多少？方向如何？
（3）維持棒勻速運動的外力為多大？

Answer 1

（1）         （2）ab棒應向右做勻速運動v="8m/s                               " （3）   

解析：（1）粒子在兩板間恰好能做勻速直線以內動，所受的電場力與洛侖茲力相等，即：
                            （2分）
                           （2分）
所以：                  （2分）
（2）洛侖茲力方向向上，則電場力方向向下，U_MN＞0，ab棒應向右做勻速運動（1分）
                           （2分）
（2分）
解得：v="8m/s                               " （1分）
（3）因為只有cd端上有電流，受到安培力F=BIL_cd   （2分）
得：        （2分）