（10分）如图所示，两根平行光滑金属导轨PQ和MN相距d=0.5m，它们与水平方向的倾角为α(sinα＝0.6)，导轨的上方跟电阻R=4Ω相连，导轨上放一个金属

题型：不详难度：来源：

（10分）如图所示，两根平行光滑金属导轨PQ和MN相距d=0.5m，它们与水平方向的倾角为α(sinα＝0.6)，导轨的上方跟电阻R=4Ω相连，导轨上放一个金属棒，金属棒的质量为m＝0.2kg、电阻为r=2Ω。整个装置放在方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1.2T．金属棒在沿斜面方向向上的恒力作用下由静止开始沿斜面向上运动，电阻R消耗的最大电功率P="1.0W." (g="10m/s2)"

求：（1）恒力的大小；
（2）恒力做功的最大功率

答案

（1）1.44N（2）9.0W

解析

试题分析：（1）由电阻R消耗的最大电功率：
∵   ∴
当金属棒沿斜面在恒力作用下运动，电阻R消耗达最大电功率时将匀速运动，故：
F=mgsinα+BIdcosα=1.44N
（2）由闭合电路欧姆定律：    ∵ sinα＝0.6 ∴cosα=0.8

∴ F做功的最大功率：P＝Fv=1.44×6.25=9.0W
点评：本题考查学生的综合能力，力决定运动，当速度最大时电阻R的功率最大，由此判断安培力大小或F的大小，处理此类问题应先把电磁感应问题转化为恒定电流问题，结合安培力和力学中功率P=Fv求解