Question

如圖所示，兩平行長直金屬導(dǎo)軌置于豎直平面內(nèi)，間距為L，導(dǎo)軌上端有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)棒垂直跨放在導(dǎo)軌上，并擱在支架上，導(dǎo)軌和導(dǎo)棒電阻不計，接觸良好，且無摩擦。在導(dǎo)軌平面內(nèi)有一矩形區(qū)域的勻強磁場，方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度為B。開始時導(dǎo)棒靜止，當(dāng)磁場以速度v勻速向上運動時，導(dǎo)棒也隨之開始運動，并很快達到恒定的速度，此時導(dǎo)棒仍處在磁場區(qū)域內(nèi)。試求：
（1）導(dǎo)棒的恒定速度；
（2）導(dǎo)棒以恒定速度運動時，電路中消耗的電功率。

Answer 1

解：（1）設(shè)棒速為，有 ①
 ②
棒受力平衡有：mg=F_安 ③
聯(lián)立得：，方向向上 ④
（2） ⑤
聯(lián)立①④⑤得：