Question

【题目】如图所示，在与水平面成=300角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道，其电阻可忽略不计．空间存在着匀强磁场，磁感应强度B=0.20 T，方向垂直轨道平面向上．导体棒ab、cd垂直于轨道放置，且与金属轨道接触良好构成闭合回路，每根导体棒的质量m=2.0×10-1kg，回路中每根导体棒电阻r= 5.0×10-2Ω，金属轨道宽度l=0. 50 m．现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力，使之匀速向上运动．在导体棒ab匀速向上运动的过程中，导体棒cd始终能静止在轨道上．g取10 m/s2，求：

（1）导体棒cd受到的安培力大小；

（2）导体棒ab运动的速度大小；

（3）拉力对导体棒ab做功的功率．

Answer 1

【答案】（1）1N （2）10m/s （3）20 W.

【解析】（1）导体棒cd静止时受力平衡，设所受安培力为F安，则F安=mgsinθ=1N
（2）设导体棒ab的速度为v，产生的感应电动势为E，通过导体棒cd的感应电流为I，
则E＝Blv， ，F安=BIl
解得

（3）设对导体棒ab的拉力为F，导体棒ab受力平衡，则F=F安+mgsinθ=2N
拉力的功率P=Fv=20W．