Question

(12分)如图所示，平行且足够长的两条光滑金属导轨，相距L＝0.5m，与水平面夹角为θ＝30°，导轨电阻不计，整个导轨处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.4T，垂直导轨放置两金属棒ab和cd，电阻均为R＝0.1Ω，ab棒质量为m＝0.1 kg，两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动．现ab棒在恒定外力F作用下，以恒定速度v＝3 m/s沿着平行导轨向上滑动，cd棒则保持静止，试求： (取g＝10m／s²)

（1）金属棒ab产生的感应电动势大小及线圈中的感应电流大小；
（2）拉力F的大小；
（3）cd棒消耗的功率。

Answer 1

（1）3A（2）1.1N（3）0.9W

试题分析：（1） 由法拉第电磁感应定律可知，导体棒切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv=0.4×0.5×3V=0.6V       （2分）
由欧姆定律可知            （2分）
（2） 对ab棒：     （4分）
（3） cd棒上的电热： （4分）
点评：本题难度中等，对于电磁感应与力学的结合一直是高考的重点问题，当导体棒匀速运动时导体棒受力平衡