问题
问答题
如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置，MO间接有阻值为R=5Ω的电阻，导轨相距为L=0.2m．其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B=5T．质量为m=1kg的导体棒CD垂直于导轨放置并接触良好，其长度恰好也为L，电阻也为R．用平行于MN的恒力F向右拉动CD，CD棒与导轨间的动摩擦因数为0.2．已知CD棒运动中能达到的最大速度vm=10m/s，重力加速度g取10m/s2．试求：
（1）恒力F的大小；
（2）当CD达到最大速度时，电阻R消耗的电功率．
答案
（1）依题意 CD棒达到最大速度时应处于平衡状态．
则 F=f+F安
而f=μmg
F安=BIL，I=
，E=BLvE 2R
得到F=μmg+B2L2v 2R
代入解得 F=3N．
（2）当CD达到最大速度时，电阻R消耗的电功率
P=I 2?R=(
)2RBLv 2R
代入解得 P=5 W．
答：（1）恒力F的大小为3N；
（2）当CD达到最大速度时，电阻R消耗的电功率为5W．