Question

【題目】如圖所示，兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ固定在水平面上，左端接有阻值R=4Ω的電阻，處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)足夠大）中．在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，垂直于導(dǎo)軌放一質(zhì)量m=0．5kg的金屬桿，接在導(dǎo)軌間的金屬桿電阻r=1Ω，金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)．平面內(nèi)恒力F=0．5N垂直作用于金屬桿上，金屬桿沿導(dǎo)軌方向向右做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)電阻R上的電功率P=4W．求：

（1）通過(guò)電阻R的電流的大小和方向；

（2）金屬桿向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小．

Answer 1

【答案】（1）通過(guò)電阻R的電流的大小是1A，方向從M到P；（2）金屬桿的速度大小是10m/s；

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)電功率的公式，得：P=I2R

所以：I=1A； 由右手定則可得，電流的方向從M到P

（2）當(dāng)?shù)竭_(dá)穩(wěn)定時(shí)，拉力的功率等于電流的電功率，即：Fv=I2（R+r）

代入數(shù)據(jù)得：v=10m/s