Question

天花板下懸掛著兩個固定的光滑裸露導(dǎo)線圓環(huán)半徑為r=0.5m，相距L=1m，然后連接電路，電源電動勢E=3V，并且放入一個豎直向上的勻強磁場，B=0.4T．現(xiàn)在將一根質(zhì)量m=60g，B電阻R=1.5Ω的金屬棒擱置其上．閉合開關(guān)后，金屬棒會上滑一定距離最后靜止在圓環(huán)某位置．問此金屬棒上升高度H=？此過程安培力做功W=？（不計其它電阻，重力加速度g=10m/s²）

Answer 1

分析：金屬棒最后靜止在圓環(huán)某位置，對金屬棒進行受力分析，根據(jù)平衡條件和幾何關(guān)系求解上升的高度．
根據(jù)動能定理研究金屬棒上滑一定距離最后靜止的過程求解安培力做功．

解答：解：（1）對棒進行受力分析：

因為靜止根據(jù)平衡條件得：
tanα=

F安

mg

=

BIL

mg

而I=

E

R

得tanα=

BEL

mgR

所以金屬棒上升的高度H=（R-Rcosα）=0.2m
（2）根據(jù)動能定理研究金屬棒上滑一定距離最后靜止的過程得：
W_安-mgH=0-0=0
得W_安=0.12J
答：此金屬棒上升高度是0.2m，此過程安培力做功是0.12J．

點評：要通過受力分析和平衡條件得出最后靜止位置的幾何關(guān)系．
動能定理是求解變力做功的常用方法．