Question

如图所示，MN、PQ是两条彼此平行的金属导轨，水平放置，匀强磁场的磁感线垂直导轨平面．导轨左端接阻值R=

如图所示，MN、PQ是两条彼此平行的金属导轨，水平放置，匀强磁场的磁感线垂直导轨平面．导轨左端接阻值R=1.5Ω的电阻，电阻两端并联一电压表，在导轨上垂直导轨跨接一金属杆ab，ab的质量m=0.1kg，电阻r=0.5Ω．ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，导轨电阻不计，现用大小恒定的力F=0.7N水平向右拉ab，由静止开始经t=2s后，ab开始做匀速运动，此时电压表示数U=0.3V．求：（1）ab匀速运动时的速度．（2）ab杆运动过程，外力F的最大功率为？

Answer 1

解：ab匀速运动时，设导轨间距为L，磁感应强度为B，ab杆匀速运动的速度为v，电流为I，此时ab杆受力如图所示：
由平衡条件得：
F=μmg+ILB    ①
由欧姆定律得：I＝

BLv

R+r

＝

U

R

②
由①②解得：BL=1T?m  v=0.4m/s    ③
此时F的功率最大；
最大功率为：P=Fv=0.7×0.4W=0.28W      ④
答：（1）ab匀速运动时的速度为0.4m/s
（2）最大功率为0.28W