Question

14．如圖所示，寬度為L=0.2m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1Ω的電阻．導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B=0.5T．一根質(zhì)量為m=10g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計．現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運動，運動速度v=10m/s，在運動過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直．求：
（1）在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大�。�
（2）作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大�。�
（3）當(dāng)導(dǎo)體棒移動30cm時撤去拉力，求：從撤去拉力至棒停下來過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析 （1）由E=BLv求出感應(yīng)電動勢，由歐姆定律求出電流．
（2）由安培力公式求出安培力，由平衡條件求出拉力．
（3）克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱，由能量守恒定律可以求出撤去拉力后產(chǎn)生的焦耳熱，然后求出總的熱量

解答 解：（1）E=BLv=0.5×0.2×10V=1V
I=$\frac{E}{R}$=$\frac{1}{1}A$=1A                                        
（2）F=F_安=BIL=0.5×1×0.2N=0.1N                                
（3）由能量守恒定律有：Q=$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{1}{2}×0.01{×10}^{2}J$=0.5J        
答：（1）在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小為1A．
（2）作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大小0.1N．
（3）從撤去拉力至棒停下來過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量 0.5J

點評 本題考查了求電流、拉力、電阻產(chǎn)生的熱量，本題難度不大，應(yīng)用E=BLv、歐姆定律、安培力公式、功的公式即可正確解題