Question

【题目】如图所示，MN、PQ是两条彼此平行的金属导轨，水平放置，匀强磁场的磁感线垂直导轨平面。导轨左端连接一阻值R=2Ω的电阻，电阻两端并联一电压表V，在导轨上垂直导轨跨接一质量为0.1kg的金属棒ab，ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，导轨和金属棒ab的电阻均不计。现用恒力F=0.7N水平向右拉ab运动，当ab开始匀速运动时，电压表V的示数为0.4V．g取10m/s2

（1）在图上标明ab运动时的电流方向；

（2）求ab匀速运动时的速度大小

（3）求ab匀速运动时电阻R的电功率及恒力F做功的功率

Answer 1

【答案】（1）b→a；（2）0.4m/s；（3）0.08W； 0.28W。

【解析】

（1）依据右手定则，棒ab中的感应电流方向，如图所示：

（2）设导轨间距为L，磁感应强度为B，ab杆匀速运动的速度为v，电流为I，此时ab杆受力水平向左，与速度方向相反；

由平衡条件得：F=μmg+ILB…①

由闭合电路欧姆定律得： …②

由①②解得：BL=1Tm，

则v=0.4m/s

（3）电阻消耗的功率为

F的功率：P=Fv=0.7×0.4W=0.28W