问题
计算题
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=5 Ω的电阻,导轨相距为L=0.2 m。其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B=5 T。质量为m=1 kg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=10 m/s,重力加速度g取10 m/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
解:依题意CD棒达到最大速度时应处于平衡状态,则
F = f + F安
f = μmg
F安 = BIL
I = E/2R
E = BLv
P = I2·R
综上F = 3N,P = 5W