Question

如圖所示，寬度為L＝0.20 m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0Ω的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B=0.50 T。一根質(zhì)量為m=10g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計。現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運動，運動速度v=10 m/s，在運動過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直。求：

（1）在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小；

（2）作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大小；

（3）當(dāng)導(dǎo)體棒移動30cm時撤去拉力，求整個過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量。

 

Answer 1

（1）感應(yīng)電動勢為 E=BLv=1.0V

感應(yīng)電流為  =1.0 A

（2）導(dǎo)體棒勻速運動，安培力與拉力平衡

即有F=BIL=0.1N

（3） 導(dǎo)體棒移動30cm的時間為  =0.03s 

根據(jù)焦耳定律， Q₁ = I²R t = 0.03J  （或Q₁=Fs=0.03J）

根據(jù)能量守恒， Q₂==0.5J

電阻R上產(chǎn)生的熱量  Q = Q₁+Q₂ = 0.53 J

解析:略