Question

MN、PQ为相距L=0.2m的光滑平行导轨，导轨平面与水平面夹角为θ=30°，导轨处于磁感应强度为B=1T、方向垂直于导

Answer 1

解题思路：（1）由匀变速运动的速度公式求出导体棒到达cd位置时的速度，由E=BLV求出此时产生的感应电动势，

由欧姆定律求出电路电流，然后由F=BIL求出安培力，由牛顿第二定律求出对导体棒施加的作用力．

（2）由匀变速运动的位移公式求出导体棒的位移，然后由能量守恒定律求出拉力所做的功．

（1）导体棒在cd处速度为：v=at=4 m/s，

切割磁感线产生的电动势为：E=BLv=0.8V，

回路感应电流为：I=[E/R]=0.4A，

导体棒在cd处受安培力：F_安=BIL=0.08N，

由左手定则可知，安培力方向平行于斜面向上，

由牛顿第二定律得：mgsinθ+F-F_安=ma，

解得：F=-0.12N，

则对导体棒施加的作用力大小为0.12N，方向平行导轨平面向上．

（2）ab到cd的距离：x=[1/2]at²=2m，

由能量守恒定律可知：mgxsinθ+W_F=Q+[1/2]mv²，

解得：W_F=-0.3J．

答：（1）到达cd位置时，对导体棒施加的作用力是0.12N，方向平行导轨平面向上；

（2）导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功为-0.3J．

点评：

本题考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；匀变速直线运动的位移与时间的关系；闭合电路的欧姆定律．

考点点评： 对导体棒正确受力分析、应用牛顿第二定律是正确解题的关键；应用能量守恒定律可以求出拉力所做的功．