Question

如图所示，MN与PQ为足够长的光滑金属导轨，相距L＝0.5米，导轨与水平方向成θ＝放置．匀强磁场的磁感应强度B＝0.4特，方向与导轨平面垂直且向左上方．金属棒ab、cd放置于导轨上(与导轨垂直)，质量分别为m_ab＝0.1千克和m_cd＝0.2千克，ab、cd的总电阻为R＝0.2欧姆(导轨电阻不计)．当金属棒ab在外力的作用下以1.5米/秒的速度沿导轨匀速向上运动时，求：

(1)当ab棒刚开始沿导轨向上匀速运动时，cd棒所受安培力的大小和方向；

(2)cd棒运动时能达到的最大速度；

(3)当cd棒速度最大时，作用在ab棒上外力的功率．(g取10米/秒²)

Answer 1

答案：
解析：

解：(1)cd棒受安培力方向沿斜面向上 　　FA＝BIL＝B·L·＝B2·L2·＝0.42×0.52×N＝0.3N 　　(2)对cd棒　　mcd·g·＝0.2×10×0.5N＝1N＞0.3N　　∴cd棒作向下加速运动(a逐渐减小)当它沿斜面方向合力为0时，a＝0，则v最大．mcd·g·＝BIL＝ 　　vmax＝－v＝－1.5＝3.5m/s 　　(3)P＝F·v＝(mab·g·＋FA)·v＝(mab·g·＋B2L2·)·v 　　＝[0.1×10×0.5＋0.42×0.52×(1.5＋3.5)/0.2]×1.5W＝2.25W