Question

【题目】如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距L，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下．一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速率ν匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好，已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略．求

（1）电阻R消耗的功率；
（2）水平外力的大小．

Answer 1

【答案】
（1）

解：根据法拉第电磁感应定律有：E=BvL…①

则导体棒中的电流大小为： …②

电阻R消耗的功率：P=I2R…③

联立②③可解得：P= …④

（2）

解：由于导体棒ab匀速运动，故向右的水平外力F等于向左的安培力F安和摩擦力的和，则水平外力：

F=μmg+F安 …⑤

安培力：

拉力：F=

【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求出电流的大小．由公式P=I2R求出电阻R的功率．（2）导体棒匀速向右滑动时，水平外力与安培力和摩擦力的和是平衡力，根据平衡条件求解水平外力F的大小．