Question

如圖所示，足夠長平行光滑金屬導軌（電阻不計）平面和水平面成一定角度，勻強磁場垂直導軌平面斜向上。質量相等、電阻不同的導體棒AB和棒CD與導軌保持良好接觸。對AB施加沿斜面向上的拉力，同時釋放棒CD。達到穩定之后，拉力大小為F，棒AB以V₁的速度沿斜面勻速向上運動，棒CD以V₂的速度沿斜面勻速向下運動。則穩定之后，以下說法正確的是

1. A.
   棒AB和棒CD受到的磁場力大小一定相等，方向相同
2. B.
   F的大小一定不等于棒CD受到的磁場力的2倍
3. C.
   F的大小一定等于棒AB和棒CD重力沿斜面向下的分力之和
4. D.
   F的功率有可能等于整個電路中的熱功率

Answer 1

CD
穩定之后流過兩個導體棒的電流相等，安培力大小相等，由安培力的效果總是阻礙磁通量的變化可知AB棒受安培力沿斜面向下，CD棒所受安培力沿斜面向上，A錯；CD棒勻速運動，重力沿斜面向下的分力與安培力平衡，AB棒受到的拉力F與重力沿斜面向下的分力、安培力合力相平衡，所以F的大小一定等于棒CD受到的磁場力的2倍，B錯；C對，由于兩個導體棒質量相等，當兩個速度相等時，系統重力勢能不變，動能不變，由能量守恒可知，此時F的功率有等于整個電路中的熱功率