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【每日一题】安培力

如图,两平行金属导轨位于同一水平面上,相距L,左端与一电阻R相连;整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向竖直向下。一质量为m的导体棒置于导轨上,在水平外力作用下沿导轨以速率ν匀速向右滑动,滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好,已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g,导轨和导体棒的电阻均可忽略。求:

(1)电阻R消耗的功率;

(2)水平外力的大小。

试题分析

(1)根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势,由欧姆定律求出电流的大小,由公式P=I2R求出电阻R的功率。

(2)导体棒匀速向右滑动时,水平外力与安培力和摩擦力的和是平衡力,根据平衡条件求解水平外力F的大小。

试题解析

(1)根据法拉第电磁感应定律有:E=BvL…①

(2)由于导体棒ab匀速运动,故向右的水平外力F等于向左的安培力F安和摩擦力的和,则水平外力:

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