Question

10．豎直放置的光滑的平行導(dǎo)體棒P、Q相距L=0.2m，電阻不計(jì)，磁感強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場與P、Q所處的豎直面垂直，方向如圖所示，直導(dǎo)線ab和cd沿水平方向兩端分別與導(dǎo)體棒P、Q保持良好接觸，它們的重量均為G=0.1N，電阻均為R=0.1Ω，現(xiàn)用力F豎直向上拉ab，使它做勻速運(yùn)動(dòng)，而cd恰能靜止不動(dòng)．下列說法正確的有（　�。�

• A． cd受豎直向上的磁場力作用，大小為0.1N
• B． ab受豎直向下的磁場力作用，大小為0.1N
• C． 作用于ab豎直向上的拉力大小為0.1N，拉力的功率為0.2W
• D． 作用于ab豎直向上的拉力大小為0.2N，拉力的功率為0.4W

Answer 1

分析 要使cd始終保持靜止不動(dòng)，cd棒受到的安培力與重力平衡，由平衡條件可求得磁場力的大�。�
ab勻速上升，受力也平衡，對兩棒組成的整體研究，由平衡條件可求得拉力的大小．
對ab研究，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律求解速度．P=Fv求解推力做功的功率．

解答 解：
A、導(dǎo)體棒ab勻速上升，受力平衡，cd棒靜止，受力也平衡，根據(jù)平衡條件可得：cd受磁場場力豎直向上，大小為0.1N，故A正確；
B、ab棒中電流和cd中電流大小相等方向相反，故受到的磁場力方向豎直向下，大小也為0.1N，故B正確；
CD、根據(jù)整體受力分析知推力F=2mg=0.2N，對cd棒，受到向下的重力G和向上的安培力F_安，由平衡條件得：F_安=G，即BIL=G，
又I=$\frac{BLv}{2R}$，聯(lián)立得：v=$\frac{2GR}{{B}^{2}{L}^{2}}$=$\frac{2×0.1×0.1}{0．{5}^{2}×0．{2}^{2}}$=2m/s，拉力功率P=F_推v=0.2×2=0.4W，故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：ABD

點(diǎn)評 本題是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力平衡問題，關(guān)鍵是對安培力和電路的分析和計(jì)算．要靈活選擇研究對象，本題運(yùn)用整體法和隔離法結(jié)合，比較簡潔．