如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5 m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水

2025-05-21 22:31:14
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解:(1)棒cd受到的安培力为:F cd =IlB ①
棒cd在共点力作用下平衡,则:F cd =mgsin30° ②
由①②式,代入数据解得:I=1 A ③
根据楞次定律可知,棒cd中的电流方向由d至c ④
(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等,即:F ab =F cd
对棒ab,由共点力平衡知:F=mgsin30°+IlB ⑤
代入数据解得:F=0.2 N ⑥
(3)设在时间t内棒cd产生Q=0.1 J热量,由焦耳定律知:Q=I 2 Rt ⑦
设棒ab匀速运动的速度大小为v,其产生的感应电动势为:E=Blv ⑧
由闭合电路欧姆定律知:  ⑨
由运动学公式知在时间t内,棒ab沿导轨的位移为:x=vt ⑩
力F做的功为:W=Fx
综合上述各式,代入数据解得:W=0.4 J