Question

【題目】如圖，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中傾斜放置的兩根平行光滑的金屬導(dǎo)軌，它們所構(gòu)成的導(dǎo)軌平面與水平面的夾角＝37，平行導(dǎo)軌間距L=1.0 m。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于水平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T。兩根金屬桿ab與和cd可以在導(dǎo)軌上無(wú)擦地滑動(dòng),兩金屬桿的質(zhì)量均為m=0.20 kg，電阻均為R=0.20Ω。若用導(dǎo)軌平行的拉力作用在金屬桿ab摩上，使ab桿沿導(dǎo)軌勻速上滑，并使cd桿在導(dǎo)軌上保持靜止，整個(gè)過(guò)程兩中金屬桿均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。（導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，sin37°=0.6，cos37°=0.8， g=10m/s2）求：

（1）通過(guò)金屬桿的感應(yīng)電流I；

（2）作用在金屬桿ab上拉力的功率P。

Answer 1

【答案】（1）7.5A；（2）45W

【解析】試題分析：（1）以cd桿為研究對(duì)象，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件列方程求解；（2）根據(jù)閉合電路的歐姆定律計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出ab運(yùn)動(dòng)的速度，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件求出F，由計(jì)算功率．

（1）對(duì)cd桿受力分析，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可得，解得

（2）對(duì)ab桿受力分析，可得

根據(jù)歐姆定律

導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)

拉力的功率，聯(lián)立解得