Question

（13分）如圖所示，在與水平面成=30⁰角的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道，其電阻可忽略不計�？臻g存在著勻強磁場，磁感應(yīng)強度B="0.20" T，方向垂直軌道平面向上。導(dǎo)體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好構(gòu)成閉合回路，每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=2.0×10^-1kg，回路中每根導(dǎo)體棒電阻r= 5.0×10^-2Ω，金屬軌道寬度l="0.50" m。現(xiàn)對導(dǎo)體棒ab施加平行于軌道向上的拉力，使之勻速向上運動。在導(dǎo)體棒ab勻速向上運動的過程中，導(dǎo)體棒cd始終能靜止在軌道上。g取10 m/s²，求：
（1）導(dǎo)體棒cd受到的安培力大�。�
（2）導(dǎo)體棒ab運動的速度大�。�
（3）拉力對導(dǎo)體棒ab做功的功率。

Answer 1

（1）0.10 N
（2）1.0 m/s
（3）0.20 W

（1）導(dǎo)體棒cd靜止時受力平衡，設(shè)所受安培力為，則=mgsin="0.10" N。
（2）設(shè)導(dǎo)體棒ab的速度為v時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，通過導(dǎo)體棒cd的感應(yīng)電流為I，則
解得="1.0" m/s
（3）設(shè)對導(dǎo)體棒ab的拉力為F，導(dǎo)體棒ab受力平衡，則F= +mgsin="0.20" N，拉力的功率P=Fv="0.20" W。