Question

如圖所示，兩條平行的金屬導(dǎo)軌MP、NQ與水平面夾角為，設(shè)導(dǎo)軌足夠長。導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T，與導(dǎo)軌上端相連的電源電動勢E=4.5V，內(nèi)阻r=0.4Ω，水平放置的導(dǎo)體棒ab的電阻R=1.5Ω，兩端始終與導(dǎo)軌接觸良好，且能沿導(dǎo)軌無摩擦滑動，與導(dǎo)軌下端相連的電阻R1=1.0Ω，電路中其它電阻不計。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S與1接通時，導(dǎo)體棒剛好保持靜止?fàn)顟B(tài)，求：
（1）磁場的方向；
（2）S與1接通時，導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率；
（3）當(dāng)開關(guān)S與2接通后，導(dǎo)體棒ab在運(yùn)動過程中，單位時間（1s）內(nèi)掃過的最大面積。

Answer 1

（1）由于導(dǎo)體棒處于平衡狀態(tài)，可知安培力沿斜面向上，由左手定則可得磁場的方向垂直斜面向下。        （3分）
（2）當(dāng)S與1接通時
    （2分）
導(dǎo)體棒上的電流       （2分） 
導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率            （2分） 
（3）S與1接通時，導(dǎo)體棒平衡有：
                                               
                                     （2分） 
S與2接通后，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電流，最后勻速運(yùn)動單位時間內(nèi)掃過面積最大
勻速運(yùn)動時                                     
                                    （2分） 
得單位時間掃過最大面積為
2 （2分）

略