如图所示，cd、fe是与水平面成θ角的光滑平行金属导轨，导轨间的宽度为D，电阻不计．质量为m、电阻为r的金属棒ab平行于cf且与cf相距为L，棒ab与导轨接触良好，在导轨间存在垂直
◎ 题目
| 如图所示，cd、fe是与水平面成θ角的光滑平行金属导轨，导轨间的宽度为D，电阻不计．质量为m、电阻为r的金属棒ab平行于cf且与cf相距为L，棒ab与导轨接触良好，在导轨间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化关系为B=Kt（K为定值且大于零）．在cf之间连接一额定电压为U、额定功率为P的灯泡．当棒ab保持静止不动时，灯泡恰好正常发光． （1）求棒ab静止不动时，K值的大小． （2）为了保持棒ab静止，现给其施加了一个平行导轨的力．求这个力的表达式，并分析这个力的方向．  |
◎ 答案
（1）根据法拉第电磁感应定律，有E=
根据闭合电路欧姆定律，有I=
其中 RL=
由于灯泡正常发光，故电路的电流为I=
联立①②③④得k=
（2）根据愣次定律和左手定则，可判断金属棒ab受到的安培力F安方向沿斜面向上， 假设F安＜mgsinθ，由受力分析知所需外力为F=mgsinθ-F安 又F安=BID 因B=kt 联立得F=mgsinθ-
因F安=
所以，当F安=mgsinθ时，t=
由此可得：当t＜
当t＞
答：（1）则棒ab静止不动时，K值的大小为k=
（2）为了保持棒ab静止，现给其施加了一个平行导轨的力．则当t＜
当t＞ |
