安培力做功与焦耳热的关系辨析

●．．．1例1如图1所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L=0．5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°，完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m=0．02kg，电阻均为R=0．1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0．2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止．g取10m/s2，问:(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何?(2)棒ab受到的力F多大?(3)棒cd每产生Q=0．1J的热量的过程中，拉力F所做的功是多少?abcdcd．cdF=BIL=mgsinθI=mgsinθ/BL=1Ad→cababF=BIL+mgsinθ=0．2Nabcdcd0．1Jab0．1J．ab0．1J．ab0．1J．F0．2J．0．2Jab0．2Jab0．2JF0．4J．．cdab．．2例2如图2所示，足够长的两个光滑导轨水平放置，两条导轨的间距为L，左端用电阻为R的导体MN相连，金属棒ab可以在导轨上滑动，金属棒ab与导轨的电阻不计．整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增加且B=kt，其中k为常数．金属棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿导轨向右做匀速运动，t=0时，金属棒ab与MN相距非常近，求当t=t0时刻闭合回路消耗的热功率．1abE1=BLvt=t0E1=Lvkt0E2=Δ/Δt=kLvt0．E=2Lvkt0I=E/R=2Lvkt0/RP=I2RP=4L2v2k2t20/R．F=BIL=kt0L2vkt0/R=2L2vk2t20/R．P=Fv=2L2v2k2t20/R．．．．410007·64·