Question

【题目】如图所示，平行金属导轨与水平面成=37°角，导轨与两个相同的电阻R相连，R=2Ω。匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一导体棒ab，质量m=1kg，电阻也为2Ω，与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.2，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v=3m/s时，受到安培力的大小为F=6N。求：

（1）此时导体棒ab消耗的热功率；

（2）此时整个装置消耗机械能的功率。

Answer 1

【答案】（1）12W （2）22.8W

【解析】

物体以得速度运动的时候受到安培力，通过法拉第电磁感应定律和安培力计算公式可以；由能量转化的观点可知此装置得机械能转化为摩擦生热和焦耳热。

（1）由动生电动势的公式和欧姆定律以及安培力的公式

联立可得安培力；导体棒ab切割磁感线，相当于电源，因此电路总电阻为两个电阻R并联与导体帮串联，，联立4和5可得，导体帮ab消耗的功率为

（2）由能量转化的观点此时消耗的机械功率等于电路的热功率加上摩擦生热的功率，而电路的热功率等于安培力的功率，因此有，