Question

如圖所示，在與水平面成=300角的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長(zhǎng)的金屬軌道，其電阻可忽略不計(jì)．空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0. 20 T，方向垂直軌道平面向上．導(dǎo)體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好構(gòu)成閉合回路，每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=2. 0×10-2kg，回路中每根導(dǎo)體棒電阻r= 5. 0×10-2Ω，金屬軌道寬度l=0. 50 m．現(xiàn)對(duì)導(dǎo)體棒ab施加平行于軌道向上的拉力，使之勻速向上運(yùn)動(dòng)．在導(dǎo)體棒ab勻速向上運(yùn)動(dòng)的過程中，導(dǎo)體棒cd始終能靜止在軌道上．g取10 m/s2，求：(1)導(dǎo)體棒cd受到的安培力大��；(2)導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的速度大小；(3)拉力對(duì)導(dǎo)體棒ab做功的功率．

Answer 1

（1）0.10 N ；（2）1.0m/s （3）0.20 W

【解析】

試題分析：（1）導(dǎo)體棒cd靜止時(shí)受力平衡，設(shè)所受安培力為F安，則F安=mgsinθ=0.10 N

（2）設(shè)導(dǎo)體棒ab的速度為v，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，通過導(dǎo)體棒cd的感應(yīng)電流為I，

則E＝Blv，，F(xiàn)安=BIl

解得

（3）設(shè)對(duì)導(dǎo)體棒ab的拉力為F，導(dǎo)體棒ab受力平衡，則F=F安+mgsinθ=0.20 N

拉力的功率P=Fv=0.20 W．

考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；安培力；物體的平衡；功率。