Question

（12分）如圖所示，寬度為L＝0.20 m的足夠長的平行光滑金屬導軌固定在絕緣水平面上，導軌的一端連接阻值為R=1.0Ω的電阻。導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B=0.50 T。一根質(zhì)量為m=10g的導體棒MN放在導軌上與導軌接觸良好，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計�，F(xiàn)用一平行于導軌的拉力拉動導體棒沿導軌向右勻速運動，運動速度v=10 m/s，在運動過程中保持導體棒與導軌垂直。求：

（1）在閉合回路中產(chǎn)生的感應電流的大�。�

（2）作用在導體棒上的拉力的大��；

（3）當導體棒移動30cm時撤去拉力，求整個過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量。

Answer 1

答案：

解：（1）感應電動勢為 E=BLv=1.0V

感應電流為  =1.0 A                                     （4分）

（2）導體棒勻速運動，安培力與拉力平衡，即有F=BIL=0.1N              （4分）

（3） 導體棒移動30cm的時間為  = 0.03s                

根據(jù)焦耳定律， Q₁ = I²R t = 0.03J  （或Q₁=Fs=0.03J）

根據(jù)能量守恒， Q₂== 0.5J

電阻R上產(chǎn)生的熱量   Q = Q₁+Q₂ = 0.53J                       （4分）