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
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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=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=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+WF=Q+[1/2]mv2

解得:WF=-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.

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