(12分)如图所示,MN、PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨,匀强磁场的磁感线垂直导轨平面。导轨左端接阻值R=1.5的电阻,电阻两端并联一电压表,垂直导轨跨接一金属杆ab,ab的质量m=0.1kg,电阻r=0.5
。ab与导轨间动摩擦因数
=0.5,导轨电阻不计,现用F=0.7N的恒力水平向右拉ab,使之从静止开始运动,经时间t=2s后,ab开始做匀速运动,此时电压表示数U=0.3V。重力加速度g取10m/s2。求:ab匀速运动时,外力F的功率。
(12分)如图所示,MN、PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨,匀强磁场的磁感线垂直导轨平面。导轨左端接阻值R=1.5的电阻,电阻两端并联一电压表,垂直导轨跨接一金属杆ab,ab的质量m=0.1kg,电阻r=0.5
。ab与导轨间动摩擦因数
=0.5,导轨电阻不计,现用F=0.7N的恒力水平向右拉ab,使之从静止开始运动,经时间t=2s后,ab开始做匀速运动,此时电压表示数U=0.3V。重力加速度g取10m/s2。求:ab匀速运动时,外力F的功率。
解析:
设导轨间距为L,碰感应强度为B,ab杆匀速运动的速度为v,电流为I,此时ab杆受力如图所示。由平衡条件得
① (3分)
感应电动势为: ②
感应电流为: ③ (1分)
依题意和欧姆定律得有: ④ (1分)
所以: ⑤ (1分)
由以上各式可求得:
(2分)
因此,外力F的功率为:(2分)