Question

【題目】如圖甲所示，在水平面上固定寬為L=1m、足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌，左端接有R=0．5Ω的定值電阻，在垂直導(dǎo)軌且距導(dǎo)軌左端 d=2．5m處有阻值 r=0．5、質(zhì)量 m=2kg 的光滑導(dǎo)體棒，導(dǎo)軌其余部分電阻不計．磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．第1s內(nèi)導(dǎo)體棒在拉力F作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)．1s后，拉力F保持與第1s末相同，導(dǎo)體棒從靜止直至剛好達(dá)到最大速度過程中，拉力F做功為W=11．25J．求：

（1）第1s末感應(yīng)電流的大小；

（2）第1s末拉力的大小及方向；

（3）1s后導(dǎo)體棒從靜止直至剛好達(dá)到最大速度過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

Answer 1

【答案】（1）2A（2）1．6N（3）2．5J

【解析】

試題分析： （1）0-1s內(nèi)，內(nèi)圖象得：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：

回路電流：

（2）

根據(jù)受力平衡，拉力，方向：水平向右

（3）1s后導(dǎo)體棒做變加速直線運動，當(dāng)受力平衡速度達(dá)最大B=0．8T

則由電磁感應(yīng)定律：，最終勻速運動時：F=BIL代入數(shù)據(jù)得：I=2A，

代入數(shù)據(jù)得：

根據(jù)能量守恒定律： R

代入數(shù)據(jù)得：,

聯(lián)立解得：