Question

【題目】如圖所示，MN、PQ是兩條彼此平行的金屬導軌，水平放置，勻強磁場的磁感線垂直導軌平面。導軌左端連接一阻值R=2Ω的電阻，電阻兩端并聯一電壓表V，在導軌上垂直導軌跨接一質量為0.1kg的金屬棒ab，ab與導軌間動摩擦因數μ=0.5，導軌和金屬棒ab的電阻均不計。現用恒力F=0.7N水平向右拉ab運動，當ab開始勻速運動時，電壓表V的示數為0.4V．g取10m/s2

（1）在圖上標明ab運動時的電流方向；

（2）求ab勻速運動時的速度大小

（3）求ab勻速運動時電阻R的電功率及恒力F做功的功率

Answer 1

【答案】（1）b→a；（2）0.4m/s；（3）0.08W； 0.28W。

【解析】

（1）依據右手定則，棒ab中的感應電流方向，如圖所示：

（2）設導軌間距為L，磁感應強度為B，ab桿勻速運動的速度為v，電流為I，此時ab桿受力水平向左，與速度方向相反；

由平衡條件得：F=μmg+ILB…①

由閉合電路歐姆定律得： …②

由①②解得：BL=1Tm，

則v=0.4m/s

（3）電阻消耗的功率為

F的功率：P=Fv=0.7×0.4W=0.28W