Question

两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质

两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动。设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好。重力加速度为g。求：（1）ab杆匀速运动的速度v 1 ；（2）ab杆所受拉力F；（3）ab杆以v 1 匀速运动时，cd杆以v 2 （v 2 已知）匀速运动，则在cd杆向下运动过程中，整个回路中产生的焦耳热。

Answer 1

解：（1） ab 杆向右运动时， ab 杆中产生的感应电动势方向为 a → b ，大小为 cd 杆中的感应电流方向为 d→c ， cd 杆受到的安培力方向水平向右 安培力大小为 ① cd 杆向下匀速运动，有  ② 解①、②两式， ab 杆匀速运动的速度为 =    ③ （2） ab 杆所受拉力 F +μ mg ④ （3）设 cd 杆以 速度向下运动h过程中， ab 杆匀速运动了s距离 ， ∴ 整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功 = =