题目
如图所示，两条平行的金属导轨MP、NQ间距L=0.5m，导轨平面与水平面夹角为α，设导轨足够长．导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=2.0T，与导轨上端相连的电池的电动势E=4.5V，内阻r=0.4Ω，水平放置的导体棒ab的电阻R0=1.5Ω，两端始终与导轨接触良好，且能沿导轨无摩擦滑动，与导轨下端相连的电阻R1=1.0Ω，与单刀双掷开关触点“2”相连的电阻R2=1.0Ω，电路中其它电阻不计．当S与触点“1”接通时，导体棒刚好保持静止状态．求：
（1）匀强磁场的方向；
（2）S与触点“1”接通时，导体棒的发热功率；
（3）当开关S与触点“2”接通后，导体棒的最大速度．
（1）匀强磁场的方向；
（2）S与触点“1”接通时，导体棒的发热功率；
（3）当开关S与触点“2”接通后，导体棒的最大速度．
提问时间：2021-03-26
答案
（1）当S与触点“1”接通时，导体棒刚好保持静止状态，安培力与重力沿斜面向下的分力平衡，则安培力方向沿斜面向上，根据左手定则，磁场的方向是垂直斜面向下
（2）当S与“1”接通时
I总＝
＝
＝
A＝4.5A
导体棒上的电流 I0＝
I总＝
×4.5A＝1.8A
导体棒的发热功率 p＝I02R0＝1.82×1.5W＝4.86W
（3）S与“1”接通时，导体棒平衡BI0L-mgsinα=0
S与“2”接通后，导体棒加速下滑，达到最大速度时应满足 BI′L-mgsinα=0
比较两种情况，得知流过导体棒的电流为 I′=I0=1.8A
I/＝
（2）当S与“1”接通时
I总＝
| E |
| R总 |
| E | ||
r+
|
| 4.5 |
| 0.4+0.6 |
导体棒上的电流 I0＝
| R1 |
| R0+R1 |
| 1 |
| 1.5+1 |
导体棒的发热功率 p＝I02R0＝1.82×1.5W＝4.86W
（3）S与“1”接通时，导体棒平衡BI0L-mgsinα=0
S与“2”接通后，导体棒加速下滑，达到最大速度时应满足 BI′L-mgsinα=0
比较两种情况，得知流过导体棒的电流为 I′=I0=1.8A
I/＝
| ε | ||
|