题目内容
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．
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17．
如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线从左向右通过电容器，则在此过程中，该粒子（ ）
如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线从左向右通过电容器，则在此过程中，该粒子（ ）| A． | 所受重力与电场力平衡 | |
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