Question

如圖所示，兩條平行的金屬導軌MP、NQ與水平面夾角為，設導軌足夠長。導軌處在與導軌平面垂直的勻強磁場中，磁感應強度B=0.80T，與導軌上端相連的電源電動勢E=4.5V，內阻r=0.4Ω，水平放置的導體棒ab的電阻R=1.5Ω，兩端始終與導軌接觸良好，且能沿導軌無摩擦滑動，與導軌下端相連的電阻R1=1.0Ω，電路中其它電阻不計。當單刀雙擲開關S與1接通時，導體棒剛好保持靜止狀態，求：
（1）磁場的方向；
（2）S與1接通時，導體棒的發熱功率；
（3）當開關S與2接通后，導體棒ab在運動過程中，單位時間（1s）內掃過的最大面積。

Answer 1

（1）由于導體棒處于平衡狀態，可知安培力沿斜面向上，由左手定則可得磁場的方向垂直斜面向下。        （3分）
（2）當S與1接通時
    （2分）
導體棒上的電流       （2分） 
導體棒的發熱功率            （2分） 
（3）S與1接通時，導體棒平衡有：
                                               
                                     （2分） 
S與2接通后，導體棒切割磁感線產生電流，最后勻速運動單位時間內掃過面積最大
勻速運動時                                     
                                    （2分） 
得單位時間掃過最大面積為
2 （2分）

略