Question

两根固定在水平面上的光滑平行金属导轨，一端接有阻值为的电阻，一匀强磁场在如图区域中与导轨平面垂直。在导轨上垂直导轨跨放质量的金属直杆，金属杆的电阻为，金属杆与导轨接触良好，导轨足够长且电阻不计。以位置作为计时起点，开始时金属杆在垂直杆的水平恒力作用下向右匀速运动，电阻R上的电功率是。

（1）求金属杆匀速时速度大小；

（2）若在时刻撤去拉力后，时刻R上的功率为时，求金属棒在时刻的加速度，以及-之间整个回路的焦耳热。

 

Answer 1

（1）0.6m/s；（2）1.25m/s2，方向向左 0.27J

【解析】

试题分析：（1）根据公式可得回路中的感应电流，，

由于金属棒匀速运动，拉力的功率等于电流的电功率，即：--2分

代入数据得： 1分

（2）当电阻R上的电功率为0.5W时，设此时电流为，则：

所以，此时金属棒所受安培力 1分

根据牛顿第二定律：

代入数据解得：，方向水平向左。 2分

设 时刻的速度为 则

得

-之间整个回路的焦耳热，根据动能定理：

代入数据得： 2

考点：考查了安培力，动能定理，电功率的计算，牛顿第二定律