Question

19．如圖所示，兩條電阻不計(jì)的平行導(dǎo)軌ab、bc與水平面成θ=37°傾斜放置，ab位置用一段電阻不計(jì)的導(dǎo)線連接，將整個裝置置于方向垂直于導(dǎo)軌平面向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2.0T的勻強(qiáng)磁場中，一根質(zhì)量為m=0.5kg、長度為L=0.5m、電阻為R=1.0Ω的導(dǎo)體棒在沿cb方向的拉力F的作用下從cd位置以速度v=10m/s做勻速直線運(yùn)動，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間接觸良好且動摩擦因數(shù)為μ=0.5，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s²，導(dǎo)體棒由cd位置運(yùn)動到ab位置的過程中，下列說法正確的是（　　）

• A． 拉力F為9N
• B． 電流方向?yàn)閎流向a
• C． 拉力做功的功率為100W
• D． 電路中電阻的焦耳熱功率為100W

Answer 1

分析 根據(jù)右手定則判斷電流方向，根據(jù)E=BLv計(jì)算感應(yīng)電動勢大小，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件求解拉力F；根據(jù)P=Fv計(jì)算拉力做功的功率；根據(jù)P′=I²R計(jì)算電路中電阻的焦耳熱功率．

解答 解：AB、根據(jù)右手定則可得電流方向?yàn)閏dabc，感應(yīng)電動勢為：E=BLv=2×0.5×10V=10V，
感應(yīng)電流的大小為：I=$\frac{E}{R}=\frac{10}{1}A=10A$，
根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得：F=BIL+μmgcosθ-mgsinθ=2×10×0.5N+0.5×0.5×10×0.8N-0.5×10×0.6N=9N，所以A正確、B錯誤；
C、拉力做功的功率為：P=Fv=9×10W=90W，C錯誤；
D、電路中電阻的焦耳熱功率為：P′=I²R=10²×1W=100W，D正確．
故選：AD．

點(diǎn)評 對于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，重點(diǎn)是分析安培力作用下導(dǎo)體棒的平衡問題，根據(jù)平衡條件列出方程；另一條是能量，分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題，根據(jù)動能定理、功能關(guān)系等列方程求解．