题目内容
（9分）两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为
,其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m="0.02" kg,电阻均为R="0.1" Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B="0.2" T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止.取g="10" m/s2,问：
(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？
(2)棒ab受到的力F多大？
(3)棒cd每产生Q="0.1" J的热量，力F做的功W是多少？
,其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m="0.02" kg,电阻均为R="0.1" Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B="0.2" T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止.取g="10" m/s2,问：(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？
(2)棒ab受到的力F多大？
(3)棒cd每产生Q="0.1" J的热量，力F做的功W是多少？
（1）1A 方向 d至c （2）0.2N （3）0.4J
试题分析：(1)棒cd受到的安培力为
棒cd在共点力作用下平衡，则 Fcd=mgsin30° (1分)
由①②式代入数值得：I="1" A (1分)
根据楞次定律可知，棒cd中电流方向由d至c. (1分)
(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等，Fab=Fcd
对棒ab，由共点力平衡条件得：
(1分)代入数据解得：F="0.2" N (1分)
(3)设在时间t内棒cd产生Q="0.1" J热量，由焦耳定律知Q=I2Rt (1分)
设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势
由闭合电路欧姆定律可知
(1分)根据运动学公式可知，在时间t内，棒ab沿导轨的位移 x=vt 则力F做的功W=Fx （1分）
联立以上各式，代入数值解得：W="0.4" J （1分）
练习册系列答案
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外，其他电阻、摩擦阻力均不考虑。求：
，两棒总电阻为R，导轨电阻不计．开始两棒均静止在图示位置，当cd棒无初速释放时，对ab棒施加竖直向上的力F，沿导轨向上做匀加速运动．则
＝30°，正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度B＝0.2T，方向垂直于斜面．甲乙两金属杆电阻R相同、质量均为m＝0.02kg，垂直于导轨放置．起初，甲金属杆处在磁场的上边界ab上，乙在甲上方距甲也为l处．现将两金属杆同时由静止释放，并同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力F，使甲金属杆始终以a＝5m／s2的加速度沿导轨匀加速运动，已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，取g=10m/s2，则( )
