题目内容
【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.
【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.
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