Question

(14分)如圖所示，兩條平行的金屬導軌MP、NQ與水平面夾角為，設導軌足夠長。導軌處在與導軌平面垂直的勻強磁場中，磁感應強度B=0.80T，與導軌上端相連的電源電動勢E=4.5V，內阻r=0.4Ω，水平放置的導體棒ab的電阻R=1.5Ω，兩端始終與導軌接觸良好，且能沿導軌無摩擦滑動，與導軌下端相連的電阻R₁=1.0Ω，電路中其它電阻不計。當單刀雙擲開關S與1接通時，導體棒剛好保持靜止狀態，求：

   

（1）磁場的方向；

（2）S與1接通時，導體棒的發熱功率；

（3）當開關S與2接通后，導體棒ab在運動過程中，單位時間（1s）內掃過的最大面積。

Answer 1

解析：

（1）磁場的方向:垂直斜面向下                （2分）

（2）當S與1接通時

              （2分）

導體棒上的電流                  （2分）

導體棒的發熱功率                      （2分）

（3）S與1接通時，導體棒平衡有：

                                                （1分）

                                               （1分）

S與2接通后，導體棒切割磁感線產生電流，最后勻速運動單位時間內掃過面積最大勻速運動時                                      （1分）

                                              （1分）

得單位時間掃過最大面積為

²     （2分）