Question

如圖所示，金屬框架與水平面成30°角，勻強磁場的磁感強度B=0.4T，方向垂直框架平面向上，金屬棒長，重量為0.1N，可以在框架上無摩擦地滑動，棒與框架的總電阻為，運動時可認為不變，問：

(1)要棒以的速度沿斜面向上滑行，應在棒上加多大沿框架平面方向與導軌平行的外力？
(2)當棒運動到某位置時，外力突然消失，棒將如何運動？
(3)棒勻速運動時的速度多大？
(4)達最大速度時，電路的電功率多大？重力的功率多大？

Answer 1

（1）（2）先減速到零，后又反向加速，直至再次達到平衡時勻速運動（3）2.5m/s（4） 

試題分析：（1）金屬棒受力如圖所示，則有


其中


聯立以上各式并帶入數據解得
(2)撤去外力后，金屬棒先減速到零，后又反向加速，直至再次達到平衡時勻速運動。
（3）平衡時受力如圖所示，則有





聯立以上各式解得

(4)電路的電功率為
重力的功率為
點評：本題綜合性較強，結合安培力特點考查了物體的平衡，注意公式F=BIL的應用條件，以及公式中各個物理量的含義．