题目

两根相距为L=1m的足够长的金属导轨如图所示放置，一组导轨水平，另一组平行导轨与水平面成37°角，拐角处连接一阻值为R=1Ω的电阻．质量均为m=1kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5，导轨电阻不计，两杆的电阻均为R=1Ω．整个装置处于磁感应强度大小为B=1T，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向右匀速运动时，静止的cd杆所受摩擦力为最大静摩擦力，方向沿斜面向下．求此拉力的功率．（重力加速度g=10m/s²．可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

提问时间：2021-01-19

答案

对于cd棒，由平衡条件可得
  BILcos37°=mgsin37°+μN      
  N=mgcos37°+BILsin37°      
解得 I=20A      
又 2I=

BLv

R+ R 2

      
解得：v=60m/s        
对ab棒，由平衡条件得 F=μmg+B•2IL=45N         
所以拉力的功率为 P=Fv=45×60W=2700W          
答：此拉力的功率为2700W．