题目

如图所示，两光滑的平行金属导轨间距为L＝0.5 m，与水平面成θ＝30°角。区域ABCD、CDFE内分别有宽度为d＝0.2 m垂直导轨平面向上和向下的匀强磁场，磁感应强度均为B＝0.6 T。细金属棒P1、P2质量均为m＝0.1 kg，电阻均为r＝0.3 Ω，用长为d的轻质绝缘细杆垂直P1、P2将其固定，并使P1、P2垂直导轨放置在导轨平面上与其接触良好，导轨电阻不计。用平行于导轨的拉力F将P1、P2以恒定速度v＝2 m/s向上穿过两磁场区域，g取10 m/s2。求： （1） 金属棒P1在ABCD磁场中运动时，拉力F的大小； （2） 从金属棒P1进入磁场到P2离开磁场的过程中，拉力F的最大功率； （3） 从金属棒P1进入磁场到P2离开磁场的过程中，电路中产生的热量。 答案： 解：P1棒在磁场中运动时产生的电动势E＝BLv，E＝0.6V 电流I＝ E2r ，得I＝1A 由F1＝2mgsinθ＋BIL，得F1＝1.3N 解：当P1、P2两棒均在磁场中运动时，拉力F的功率最大， 拉力F2＝2mgsinθ＋4BIL，F2＝2.2N 最大功率P＝F2vP＝4.4W 解：由焦耳定律得Q＝I2(2r) 2dv ＋(2I)2(2r) dv Q＝0.36J.

查看本题答案和解析