如图*所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1＝2m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，上端连接阻...

问题详情：

如图*所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1＝2m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，上端连接阻值R＝1.5Ω的电阻；质量为m＝0.4kg、阻值r＝0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L2＝4m，棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。（g=10m/s2）

（1）保持ab棒静止，在0～4s内，通过金属棒ab的电流大小和方向；

（2）为了保持ab棒静止，需要在棒的中点施加一垂直于棒且平行于导轨平面的外力F，求2s时外力F的大小和方向；

（3）5s后撤去外力，金属棒由静止开始向下滑动，滑行1.1m恰好匀速运动，求在此过程中电阻R上产生的焦耳热。

【回答】

【*】（1）1A   b→a  （2）1N 方向平行于导轨平面向上  （3）1.5J 【解析】 试题分析：（1）在0～4s内，由法拉第电磁感应定律：  ①             

由闭合电路欧姆定律：                       ②                       

根据楞次定律   方向由b→a                               ③                      

（2）当t＝2s时，ab棒受到沿斜面向上的安培力

                                          ④                

对ab棒受力分析，由平衡条件：

                                   ⑤                 

方向平行于导轨平面向上                                   ⑥                           

知识点：专题八 电磁感应

题型：综合题