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    6．如图所示，在与水平面成θ=30°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=0.20T，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=2.0×10-2kg，回路中每根导体棒电阻r=5.0×10-2Ω，金属轨道宽度l=0.50m．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匀速向上运动过程中，导体棒cd始终能静止在轨道上．g取10m/s2，求：
    （1）通过棒cd的电流I是多少；
    （2）棒ab受到的外力F多大；
    （3）棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是多少．

    分析 （1）导体棒cd静止，受重力、平行斜面向上的安培力、支持力，受力平衡，由平衡条件可得出安培力的大小，再由公式F=BIL求解电流I．
    （2）对ab棒研究：导体棒ab匀速运动，受力平衡，由平衡条件可求得外力F的大小．
    （3）由闭合电路欧姆定律可得出ab产生的感应电动势，再由E=BLv可求得ab运动的速度；由热量Q求出时间，即可求得ab上升的距离，再根据功的公式求解W．

    解答 解：（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
    又 F安=BIl
    联立得：I=$\frac{mgsinθ}{Bl}$=$\frac{2×1{0}^{-2}×10×sin30°}{0.2×0.5}$A=1A
    （2）导体棒ab匀速运动，受力平衡，则有：
    F=mgsinθ+F安′
    而F安′=mgsinθ
    则得：F=2mgsinθ=2×2.0×10-2×10×0.5N=0.2N
    （3）设棒ab运动的速度为v，由E=Blv=2Ir，得到：
    v=$\frac{2Ir}{Bl}$=$\frac{2×1×5×1{0}^{-2}}{0.2×0.5}$m/s=1m/s
    由Q=I2rt得：t=2s
    则棒cd每产生Q=0.1J的热量，ab棒上升的距离为：
    S=vt=1×2m=2m
    力F做的功为：W=FS=0.2×2J=0.4J
    答：（1）通过棒cd的电流I是1A；
    （2）棒ab受到的外力F为0.2N；
    （3）棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是0.4J．

    点评 本题为力电综合问题，在解题中要重点做好受力分析及运动情景分析，用好共点力的平衡条件求解．求F时，也可以运用整体法求解．

    练习册系列答案
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    16．下列说法中正确的是（　　）
    A．液体中悬浮微粒的布朗运动就是液体分子的无规则热运动
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    C．密封在体积不变的容器中的气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大
    D．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体
    E．分子间距离的变化对分子斥力的影响比对分子引力的影响大

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    （2）运动员离开O点时的速度大小；
    （3）运动员落到A点时的速度大小．

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    C．水中的气泡特别明亮是光的干涉现象
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