解题思路:(1)当在拉力F作用下,ab棒先做加速度减小的变加速运动,当拉力等于安培力时做匀速运动,速度达到最大值,推导出安培力与速度的关系式,即可由平衡条件求出最大速度.(2)棒达到最大速度时,电容器的电压等于电阻R1两端的电压,棒停止运动后,电容器通过两个电阻放电,形成放电电流,根据闭合电路欧姆定律求出放电电流,由F=BIL求安培力的大小,由左手定则判断出其方向.
(1)当安培力等于外力F时,棒的速度达到最大,则安培力为:
F=BIL,
其中:I=
E
R1,
感应电动势:E=BLvm,
由以上三式解得:vm=
FR1
B2L2.
(2)电容放电时电流方向从b到a,根据左手定则可知安培力方向向右.
安培力大小为:F′=BI′L,
感应电流:I′=
E
R2=
BLvm
R2,
解得:F′=
R1
R2F;
答:(1)棒ab运动的最大速度为
FR1
B2L2.
(2)若棒达到最大速度以后突然停止,则电容放电瞬间棒受到的安培力大小为
R1
R2F,方向:向右.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势.
考点点评: 本题关键分析清楚电路的结构,然后根据平衡条件、闭合电路欧姆定律、安培力公式等等规律列式后联立求解.