Question

【题目】如图，粗糙，水平，足够长的无电阻的一对平行导轨左侧固定一定值电阻R=4Ω，导轨间距为d=0.5m，一根长度也为d，电阻为r=1Ω，质量m=0.2kg的导体杆与导轨垂直放在导轨上，与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数μ=0.3，竖直向下的有界匀强磁场左边界正好与杆所在直线平齐，右边界足够远，磁感应强度B=1T，现给杆一个与导轨平行向右的初速度 ，同时对杆施加一个平行于导轨且垂直于杆的变化外力（图中未画出），使杆做匀变速直线运动，加速度大小为 ，加速度方向向左，取 ，求：

（1）当杆刚好进入磁场瞬间，R上的瞬时电功率；

（2）当杆上电流大小为其最大值的一半时，所施加的外力；

Answer 1

【答案】（1）

（2）当杆向右时，外力向右为0.25N，当杆向左时，外力向左为1.05N

【解析】（1）当杆刚好进入磁场瞬间，由电磁感应定律知：

，

由闭合电路欧姆定律知： ，

则功率：

（2）若，逆时针，则，向左

此时，杆向右行，摩擦力，向左

，向右

若，顺时针，则，向右

此时，杆向左行，摩擦力，向右

，向左

综上所述本题答案是：（1）

（2）当杆向右时，外力向右为0.25N，当杆向左时，外力向左为1.05N