Question

如圖所示，兩根豎直固定的足夠長的金屬導軌ad和bc相距L=0.2m，另外兩根水平金屬桿MN和EF的質量均為m=10^-2kg，可沿導軌無摩擦地滑動，MN桿和EF桿的電阻均為0.2Ω（豎直金屬導軌的電阻不計），EF桿放置在水平絕緣平臺上，整個裝置處于勻強磁場內，磁場方向垂直于導軌平面向里，磁感應強B=1.0T，現(xiàn)讓MN桿在恒定拉力作用下由靜止開始向上加速運動，當MN桿向上運動了0.5m后速度達到最大，此時EF桿恰好對絕緣平臺的壓力為零。（g取10m/s²）

試求：

（1）達到最大速度時 ，拉力對MN桿做功的功率；

（2）這一過程中，MNEF回路中產(chǎn)生的焦耳熱。

 

Answer 1

【答案】

（1）0.2W（2）0.045J

【解析】

試題分析：

（1）EF桿恰好對絕緣平臺的壓力為零：由得：，

MN切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢：，由得到此時MN的速度為：

對MN、EF整體分析可得：F=2mg，所以：達到最大速度時 ，拉力對MN桿做功的功率。

（2）由功能關系可得：，得到：MNEF回路中產(chǎn)生的焦耳熱0.045J。

考點：導體切割磁感線時的感應電動勢；力的合成與分解的運用；電磁感應中的能量轉化．

點評：本題涉及導體MN和EF兩個物體，分析受力情況是關鍵，其中最關鍵的是推導安培力的表達式，同時要抓住兩個物體之間的相關條件：安培力大小相等．受力分析然后利用功能關系列式求解是解決力電綜合題的一個基本思路。