Question

如圖所示，金屬框架與水平面成30°角，勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B=0.4T，方向垂直框架平面向上，金屬棒長，重量為0.1N，可以在框架上無摩擦地滑動(dòng)，棒與框架的總電阻為，運(yùn)動(dòng)時(shí)可認(rèn)為不變，問：

(1)要棒以的速度沿斜面向上滑行，應(yīng)在棒上加多大沿框架平面方向與導(dǎo)軌平行的外力？

(2)當(dāng)棒運(yùn)動(dòng)到某位置時(shí)，外力突然消失，棒將如何運(yùn)動(dòng)？

(3)棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度多大？

(4)達(dá)最大速度時(shí)，電路的電功率多大？重力的功率多大？

 

Answer 1

【答案】

（1）（2）先減速到零，后又反向加速，直至再次達(dá)到平衡時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)（3）2.5m/s（4） 

【解析】

試題分析：（1）金屬棒受力如圖所示，則有

其中

聯(lián)立以上各式并帶入數(shù)據(jù)解得

(2)撤去外力后，金屬棒先減速到零，后又反向加速，直至再次達(dá)到平衡時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)。

（3）平衡時(shí)受力如圖所示，則有

聯(lián)立以上各式解得

(4)電路的電功率為

重力的功率為

考點(diǎn)：考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)

點(diǎn)評(píng)：本題綜合性較強(qiáng)，結(jié)合安培力特點(diǎn)考查了物體的平衡，注意公式F=BIL的應(yīng)用條件，以及公式中各個(gè)物理量的含義．