Question

如圖所示，兩根豎直固定的足夠長(zhǎng)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(wú)摩擦地滑動(dòng)，MN桿和EF桿的電阻均為0.2Ω（豎直金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)），EF桿放置在水平絕緣平臺(tái)上，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T，現(xiàn)讓MN桿在恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始向上加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)MN桿加速到最大速度時(shí)，EF桿對(duì)絕緣平臺(tái)的壓力為零（g取10m/s²）
（1）定性說(shuō)明在達(dá)到最大速度前MN桿的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)（不用說(shuō)明理由）；
（2）達(dá)到最大速度時(shí)，拉力對(duì)MN桿做功的功率為多大？

Answer 1

分析：（1）MN桿在恒定拉力作用下，加速度方向向上，速度增加，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，電流增大，安培力增大，則加速度減小，做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)．
（2）當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)，拉力等于重力和安培力之和，根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式、安培力大小公式、閉合電路歐姆定律求出最大速度，從而求出拉力做功的功率．

解答：解：（1）MN桿做變加速運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸減小，速度逐漸增大． 
（2）對(duì)MN桿：F=mg+F_安．
對(duì)EF桿：F_安=mg
所以F=2mg．
F_安=BIL
I=

BLv

2R

．
v=

2mgR

B2L2

=1m/s
P=Fv=0.1W．
答：（1）MN桿做變加速運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸減小，速度逐漸增大．
（2）達(dá)到最大速度時(shí)，拉力對(duì)MN桿做功的功率為0.1W．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵通過(guò)物體的受力判斷物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，知道當(dāng)加速度為零時(shí)，速度最大．