Question

如圖所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的金屬長直導(dǎo)軌，間距為L1，處在磁感應(yīng)強度大小為B1、方向豎直向下的勻強磁場中。一根質(zhì)量為M、電阻為r的導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體桿ef與P、Q導(dǎo)軌之間的動摩擦因素為μ。在外力作用下導(dǎo)體桿ef向左做勻速直線運動。質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長為L2的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點a、b通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，金屬框處在磁感應(yīng)強度大小為B2、方向垂直框面向里的勻強磁場中，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b點的作用力。求：

（1）通過ab邊的電流Iab；

（2）導(dǎo)體桿ef做勻速直線運動的速度v；

（3）外力做功的功率P外；

（4）t時間內(nèi)，導(dǎo)體桿ef向左移動時克服摩擦力所做的功。

Answer 1

（1）I_ab＝；（2）；（3）P＝；（4）W_f＝

解析:

（1）線框處于靜止，∴mg＝F_ab＋F_dc＝B₂I_abL₂＋B₂I_cdL₂＝4B₂I_abL₂/3     ……3分

I_ab＝……1分

（2）e＝B₁L₁v＝I_總R_總＝    ……3分

…1分

（3）P＝Fv＝（F_A＋mMg） ……3分

（4）W_f＝mMgs＝mMgvt＝……3分