Question

【題目】如圖所示，平行金屬導軌與水平面成=37°角，導軌與兩個相同的電阻R相連，R=2Ω。勻強磁場垂直穿過導軌平面，有一導體棒ab，質量m=1kg，電阻也為2Ω，與導軌之間的動摩擦因數為μ=0.2，導體棒ab沿導軌向上滑動，當上滑的速度為v=3m/s時，受到安培力的大小為F=6N。求：

（1）此時導體棒ab消耗的熱功率；

（2）此時整個裝置消耗機械能的功率。

Answer 1

【答案】（1）12W （2）22.8W

【解析】

物體以得速度運動的時候受到安培力，通過法拉第電磁感應定律和安培力計算公式可以；由能量轉化的觀點可知此裝置得機械能轉化為摩擦生熱和焦耳熱。

（1）由動生電動勢的公式和歐姆定律以及安培力的公式

聯立可得安培力；導體棒ab切割磁感線，相當于電源，因此電路總電阻為兩個電阻R并聯與導體幫串聯，，聯立4和5可得，導體幫ab消耗的功率為

（2）由能量轉化的觀點此時消耗的機械功率等于電路的熱功率加上摩擦生熱的功率，而電路的熱功率等于安培力的功率，因此有，