[题目]如图所示.间距L=1m电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置.导轨左端用一阻值R=2Ω的电阻连接.导轨间宽x=3m的虚线范围内有方向竖直向上.磁感应强度大小B=1T的有界匀强磁场.一根长l=1m.质量m=1kg.电阻τ=1Ω的金属棒ab垂直导轨横跨在轨道上.金属棒与导轨接触良好.金属棒在水平向右.大小为F=2N的恒力作用下由静止开始向右运动进入磁场区域� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，间距L=1m电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值R=2Ω的电阻连接，导轨间宽x=3m的虚线范围内有方向竖直向上、磁感应强度大小B=1T的有界匀强磁场。一根长l=1m、质量m=1kg、电阻τ=1Ω的金属棒ab垂直导轨横跨在轨道上，金属棒与导轨接触良好，金属棒在水平向右、大小为F=2N的恒力作用下由静止开始向右运动进入磁场区域后恰好做匀速运动。求：

(1)金属棒初始位置到磁场左边界的距离；

(2)金属棒在磁场中运动的过程中电阻R产生的热量。

【答案】（1）9m; （2）4J

【解析】

（1）金属棒进入磁场前在力F作用下做匀加速运动，根据牛顿第二定律和运动公式列式求解进入磁场的速度；进入磁场后做匀速运动，力F等于安培力，列式求解金属棒初始位置到磁场左边界的距离；（2）根据能量关系求解电阻R产生的热量.

（1）金属棒进入磁场区域前做匀加速直线运动，有：v2=2as

F=ma

金属棒进入磁场后，有：F=BIl

解得s=9m

（2）金属棒在磁场中运动时：

解得QR=4J

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