Question

（11分）如圖所示，在足夠長的兩條平行金屬導(dǎo)軌的左端接有一個定值電阻R₀，兩導(dǎo)軌間的距離L=0.5m，在虛線的區(qū)域內(nèi)有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.2T，虛線間的距離S=1.0m。完全相同的金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌垂直放置，兩棒間用2.0m長的絕緣輕桿連接。棒與導(dǎo)軌間無摩擦，兩棒電阻皆為r=0.3Ω，導(dǎo)軌電阻不計。已知R₀=2r。現(xiàn)用一外力從圖示位置水平向右拉cd棒，使兩棒以v=5.0m/s的速度向右勻速穿過磁場區(qū)域。

求：（1）從cd棒剛進磁場到ab棒剛離開磁場的過程中通過ab棒的電流大小和方向；
（2）從cd棒剛進磁場到ab棒剛離開磁場的過程中拉力做的功；
（3）若cd棒剛進入磁場時將水平外力去掉，經(jīng)一段時間cd棒出磁場，求此段時間內(nèi)通過cd棒的電量。

Answer 1

(1) 1.0A 方向b→a (2) 0.2 J (3) q=0.2C

試題分析：（1）R= 
E= BLv=0.5V     ．．．．．．．．（方程對了給１分）
I=  ．．．．．．．．（方程對了給１分）
當cd邊在磁場中時I_ab=       方向a→b   (數(shù)值1分，方向1分)
當ab邊進入磁場時 I_ab=I=1.0A            方向b→a    (數(shù)值1分，方向1分)
（2）拉力做的功等于電路消耗的電能
W=Q=I²(R+r)t="0.2" J．．．．．．．．(2分，方程1分，結(jié)果1分)
（3）      ．．．．．．１分        ．．．．．．１分
解得：q=0.2C           ．．．．．．．．１分
點評：本題屬于導(dǎo)體在磁場中平衡的問題，是安培力與力學(xué)知識的綜合，按照力平衡的解題思路求解，分析受力是關(guān)鍵