(2014?安阳一模)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其

2024-12-30 22:17:51
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回答1:

(1)棒cd受到的安培力为:Fcd=IlB… ①
棒cd在共点力作用下平衡,则有:Fcd=mgsin30°… ②
由①②式得:IlB=mgsin30°
解得:I=

mgsin30°
Bl
=1A,方向由右手定则可知由d到c.
(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等Fab=Fcd
对棒ab由共点力平衡有:F=mgsin30°+IlB
代入数据解得:F=0.2N
(3)设ab棒匀速运动的速度大小为v,则产生的感应电动势:E=Blv
由闭合电路欧姆定律知:I=
E
2R

联立得:2IR=Blv,v=
2IR
Bl
=
2×1×0.01
0.2×0.5
m/s=0.2m/s
设在时间t内棒cd产生Q=0.1J热量,由焦耳定律可知:Q=I2Rt
则得:t=
Q
I2R
=
0.1
12×0.01
s=10s
在时间t内,棒ab沿导轨的位移:x=vt
力F做的功:W=Fx=Fvt=0.2×0.2×10J=0.4J
答:(1)通过cd棒的电流I是1A,方向d→c.
(2)棒ab受到的力F是0.2N.
(3)棒力F做的功W是0.4J.