小明設計的電磁健身器的簡化裝置如圖所示，兩根平行金屬導軌相距l=0.50m，傾角θ=53°，導軌上端串接一個0...

問題詳情：

小明設計的電磁健身器的簡化裝置如圖所示，兩根平行金屬導軌相距l=0.50m，傾角θ=53°，導軌上端串接一個0.05 Ω的電阻。在導軌間長d=0.56m的區域內，存在方向垂直導軌平面向下的勻強磁場，磁感應強度B=2.0 T。質量m=4.0kg的金屬棒CD水平置於導軌上，用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連。CD棒的初始位置與磁場區域的下邊界相距s=0.24m。一位健身者用恆力F=80N拉動GH杆，CD棒由靜止開始運動，上升過程中CD棒始終保持與導軌垂直。當CD棒到達磁場上邊界時健身者鬆手，觸發恢復裝置使CD棒回到初始位置（重力加速度g=10m/s，sin53°=0.8，不計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質量）。求

（1）CD棒進入磁場時速度v的大小；

（2）CD棒進入磁場時所受的安培力的大小；

（3）在拉昇CD棒的過程中，健身者所做的功W和電阻產生的焦耳熱Q。

【回答】

（1）2.4m/s（2）48N（3）64J；26.88J

考點：法拉第電磁感應定律；牛頓第二定律；功

知識點：法拉第電磁感應定律

題型：計算題