题目内容
如图所示,两根平行光滑金属导轨PQ和MN间距为d,它们与水平面间的夹角为α,上端与阻值为R的电阻连接,导轨上水平放置一质量为m的金属棒.设导轨足够长,导轨和金属棒的电阻可忽略不计.整个装置放在方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.金属棒在大小为F、方向平行于斜面向上的恒力作用下由静止开始沿斜面向上运动.求:(1)通过电阻R的电流方向;
(2)恒力做功的最大功率.
(1)由右手定则可知通过R的电流为N到Q. (2)金属棒受力如右图所示。
当金属棒的速度达到最大值vm时,恒力做功的功率达到最大值,此时金属棒受力平衡. 沿斜面方向 F=mgsinα+BImd ① 上式中 Im=
② 把②式代入①式,解得 vm=
所以恒力做功的最大功率为Pm=Fvm=
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