Question

如圖所示，兩根豎直固定的足夠長的金屬導(dǎo)軌ad和bc相距L=0.2m，另外兩根水平金屬桿MN和EF的質(zhì)量均為m=10^-2kg，可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動，MN桿和EF桿的電阻均為0.2Ω（豎直金屬導(dǎo)軌的電阻不計），EF桿放置在水平絕緣平臺上，整個裝置處于勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，磁感應(yīng)強B=1.0T，現(xiàn)讓MN桿在恒定拉力作用下由靜止開始向上加速運動，當(dāng)MN桿向上運動了0.5m后速度達到最大，此時EF桿恰好對絕緣平臺的壓力為零。（g取10m/s²）

試求：
（1）達到最大速度時 ，拉力對MN桿做功的功率；
（2）這一過程中，MNEF回路中產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

（1）0.2W（2）0.045J

解析試題分析：
（1）EF桿恰好對絕緣平臺的壓力為零：由得：，
MN切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢：，由得到此時MN的速度為：
對MN、EF整體分析可得：F=2mg，所以：達到最大速度時 ，拉力對MN桿做功的功率。
（2）由功能關(guān)系可得：，得到：MNEF回路中產(chǎn)生的焦耳熱0.045J。
考點：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；力的合成與分解的運用；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．
點評：本題涉及導(dǎo)體MN和EF兩個物體，分析受力情況是關(guān)鍵，其中最關(guān)鍵的是推導(dǎo)安培力的表達式，同時要抓住兩個物體之間的相關(guān)條件：安培力大小相等．受力分析然后利用功能關(guān)系列式求解是解決力電綜合題的一個基本思路。