Question

天花板下懸掛著兩個(gè)固定的光滑裸露導(dǎo)線圓環(huán)半徑為r=0.5m，相距L=1m，然后連接電路，電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，并且放入一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，B=0.4T．現(xiàn)在將一根質(zhì)量m=60g，B電阻R=1.5Ω的金屬棒擱置其上．閉合開(kāi)關(guān)后，金屬棒會(huì)上滑一定距離最后靜止在圓環(huán)某位置．問(wèn)此金屬棒上升高度H=？此過(guò)程安培力做功W=？（不計(jì)其它電阻，重力加速度g=10m/s²）

Answer 1

（1）對(duì)棒進(jìn)行受力分析：



因?yàn)殪o止根據(jù)平衡條件得：
tanα=

F安

mg

=

BIL

mg

而I=

E

R

得tanα=

BEL

mgR

所以金屬棒上升的高度H=（R-Rcosα）=0.2m
（2）根據(jù)動(dòng)能定理研究金屬棒上滑一定距離最后靜止的過(guò)程得：
W_安-mgH=0-0=0
得W_安=0.12J
答：此金屬棒上升高度是0.2m，此過(guò)程安培力做功是0.12J．