题目内容
【题目】如图，水平面内有一光滑金属导轨QPMN，MP边长度为d=3 m、阻值为R=1.5 Ω，且MP与 PQ垂直，与MN的夹角为135°，MN、PQ边的电阻不计。将质量m =2 kg、电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上，并与MP平行，棒与MN、PQ交点E、F间的距离L =4 m，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B =0.5 T。在外力作用下，棒由EF处以初速度v0=3 m/s向右做直线运动，运动过程中回路的电流强度始终不变。求：
(1)棒在EF处所受的安培力的功率P；
(2)棒由EF处向右移动距离2 m所需的时间△t；
(3)棒由EF处向右移动2 s的过程中，外力做功W。
【答案】（1）24W (2) 0.83s (3) 41.25J
【解析】试题分析：（1）根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解电流强度，根据
计算功率；（2）求出棒向右移动2m的过程中回路磁通量变化量，由
求解时间；（3）棒由EF处向右移动2s的过程中，求出扫过的面积，求出此时电动势，根据动能动能定理求解外力做的功．
（1）棒在EF处的感应电动势
电流
安培力
安培力的功率
（2）棒向右移动2m的过程中回路磁通量变化量
因为电流强度始终不变，电动势也不变，由
可得
（3）棒由EF处向右移动2s的过程中，通过导体横截面的电量
棒扫过的面积为
2s的过程棒移动了
， 
，解得
此时电动势不变
，解得
安培力做功等于回路产生的焦耳热
根据动能动能定理
，解得
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