Question

如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30?角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m=0.02kg，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止。g取10m/s2，求：

（1）通过棒cd的电流I的大小； （2）棒ab受到的力F的大小； （3）棒ab运动速度的大小。

Answer 1

（1）1A（2）0.2N（3）2m/s.

【解析】

试题分析：（1）棒cd受到的安培力 ①

棒cd在共点力作用下平衡，则 ②

联立①②解得 I=1A。

（2）棒ab与棒cd受到的安培力大小相等 Fab=Fcd ③

对棒ab由共点力平衡有 ④

联立③④解得F=0.2N

（3）设ab棒匀速运动的速度大小为v，则产生的感应电动势 E=Blv ⑤

由闭合电路欧姆定律知 ⑥

联立⑤⑥解得m/s

考点：法拉第电磁感应定律；物体的平衡.