Question

(12分)如圖所示，平行且足夠長(zhǎng)的兩條光滑金屬導(dǎo)軌，相距L＝0.5m，與水平面夾角為θ＝30°，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，整個(gè)導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T，垂直導(dǎo)軌放置兩金屬棒ab和cd，電阻均為R＝0.1Ω，ab棒質(zhì)量為m＝0.1 kg，兩金屬棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好且可沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng)．現(xiàn)ab棒在恒定外力F作用下，以恒定速度v＝3 m/s沿著平行導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，cd棒則保持靜止，試求： (取g＝10m／s²)

（1）金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小及線圈中的感應(yīng)電流大小；
（2）拉力F的大小；
（3）cd棒消耗的功率。

Answer 1

（1）3A（2）1.1N（3）0.9W

解析試題分析：（1） 由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv=0.4×0.5×3V=0.6V       （2分）
由歐姆定律可知            （2分）
（2） 對(duì)ab棒：     （4分）
（3） cd棒上的電熱： （4分）
考點(diǎn)：考查導(dǎo)軌類(lèi)問(wèn)題
點(diǎn)評(píng)：本題難度中等，對(duì)于電磁感應(yīng)與力學(xué)的結(jié)合一直是高考的重點(diǎn)問(wèn)題，當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體棒受力平衡