题目

如图所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L＝1m，导轨平面与水平面成＝30°角，上端连接的电阻．质量为m＝0.2kg、阻值的金属棒ab放在两导轨上，与导轨垂直并接触良好，距离导轨最上端d＝4m，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向上． ⑴若磁感应强度B=0.5T，将金属棒释放,求金属棒匀速下滑时电阻R两端的电压； ⑵若磁感应强度的大小与时间成正比，在外力作用下ab棒保持静止，当t＝2s时外力恰好为零.求ab棒的热功率； ⑶若磁感应强度随时间变化的规律是，在平行于导轨平面的外力F作用下ab棒保持静止，求此外力F的大小范围. 答案： 解：（1）金属棒匀速下滑时，      (2分)                  (1分)             (1分) 解得:    (1分) （2）回路中的电动势          (1分) 回路中的电流                        (1分) 当外力为零时，              (1分) ab上消耗的功率                       (1分) 解得:                                 (1分) (3) 回路中的电动势     (1分)     回路中的电流                         （1分）                                      (1分) 解得：                   (1分) 安培力的最大值                        (1分)  外力的大小范围：    (1分)

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