Question

如圖所示，兩根固定在水平面上的光滑的平行金屬導軌MN和PQ，一端接有阻值為R的電阻，處于方向豎直向下的勻強磁場中．在導軌上垂直導軌跨放質量為m的金屬直桿，金屬桿的電阻為r，金屬桿與導軌接觸良好，導軌足夠長且電阻不計．金屬桿在垂直桿的水平恒力F作用下向右勻速運動時，電阻R上消耗的電功率是P，從某一時刻開始撤去水平力F后：

(1)通過電阻R的電流方向是怎樣?

(2)金屬桿的速度、加速度如何變化?簡述原因．

(3)撤去水平力F后，電阻R上產生的焦耳熱是多少?

Answer 1

答案：
解析：

分析：(1)從M→P． (2)速度變小，加速度變小．由于撤去水平力F，在水平方向金屬桿只受安培力作用，安培力的方向與速度方向相反，所以金屬桿的速度變小；由此感應電動勢變小，感應電流變小，導致安培力變小，由牛頓第二定律，所以金屬桿的加速度變小． (3)金屬桿勻速運動，所受安培力與外力F平衡，設導軌間距為L，有 電阻消耗的功率P，由，得 此時電路中消耗的總功率 金屬桿的速度 撤去力F后，整個電路中產生的熱量為 由于電流I相同，焦耳熱與電阻成正比，故有 所以，撤去力F后，電阻R上產生的焦耳熱為