Question

【題目】如圖所示,寬度為L=0.2m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=1Ω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＝0.5T.一根質量為m=10 g的導體棒ab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.現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＝10m/s,在運動過程中保持導體棒與導軌垂直.求:

(1)在閉合回路中產生的感應電流的大小;

(2)作用在導體棒上的拉力的大小;

(3)當導體棒移動30cm時撤去拉力,求從撤去拉力到棒停下來過程中，電阻R上產生的熱量.

Answer 1

【答案】（1）1A（2）0.1N（3）0.5J

【解析】

(1)導體棒產生的感應電動勢為E=BLV=1V

感應電流為I==1A

(2)導體棒勻速運動,安培力與拉力平衡，即有F=F安=BIL=0.1N

(3)撤去F后,導體棒做減速運動,其動能轉化為內能,則根據能量守恒，有