Question

如圖16-4-17所示，水平放置的光滑導(dǎo)電軌道，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5 T、方向向上的勻強(qiáng)磁場中，軌道上放一根金屬桿，長度恰好等于軌道之間的距離L=0.2m，質(zhì)量m=0.1kg，電阻R=0.02 Ω?跨接在軌道間的電阻R=1.18 Ω，軌道電阻忽略不計，取g=10 m/S².

圖16-4-17

（1）要使金屬桿獲得60 m/S的穩(wěn)定速度，應(yīng)對它施加多大的水平力F？

（2）在金屬桿獲得60m/S的穩(wěn)定速度后，若撤去水平力F，那么此刻以后電阻R上還能放出多少熱量？

Answer 1

解析：（1）金屬桿獲得穩(wěn)定的速度，就是做勻速運(yùn)動，它所受到的安培力應(yīng)與外力是一對平衡力，即F=F_B=IBL.ab桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=BLv，回路中感應(yīng)電流，所以，.?

（2）撤去外力F后，金屬桿將在安培力的作用下做減速運(yùn)動，感應(yīng)電動勢在減小，感應(yīng)電流在減小，安培力在減小，加速度在減小，直到金屬桿的速度為零時為止.此過程中金屬桿的動能通過安培力做功轉(zhuǎn)化為回路中的電能，再通過電阻轉(zhuǎn)化為電熱，由于外電阻R與金屬桿是串聯(lián)關(guān)系，在串聯(lián)電路中，消耗的電能與電阻成正比，故有?

Q_R+Q_r=mv²=180J?       ①

                ②

由①②兩式解得：Q_R?=177J.