Question

如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距l=1m，兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接，一質量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導體桿與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，軌道的電阻可忽略不計。整個裝置處于磁感應強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，現用水平拉力沿軌道方向拉導體桿，拉力F與導體桿運動的位移s間的關系如圖（乙）所示，當拉力達到最大時，導體桿開始做勻速運動，當位移s=2.5m時撤去拉力，導體桿又滑行了一段距離s' 后停下，在滑行s' 的過程中整個電路產生的焦耳熱為16J。求：

（1）拉力F作用過程中，通過電阻R上電量q；
（2）導體桿運動過程中的最大速度v_m；
（3）拉力F作用過程中，電阻R上產生的焦耳熱。

Answer 1

（1）1.25C   （2） 8m/s  （3） 1.5J

解析試題分析：（1）根據 、、可得q=1.25C
（2）對滑行過程應用能量守恒有：   得v_m=8m/s
（3）根據動能定理， 
   可解得：F=8N
W_F=（6+8）/2×2+8×0.5="18J"
Q=W_安=2J，Q_R=1.5J
考點：本題考查了電磁感應電路問題。