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    18．如图所示，宽度为L=0.2m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.2T．一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上，并与导轨始终接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．现用垂直MN的水平拉力F拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，速度为v=5.0m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直．求：
    （1）在闭合回路中产生感应电动势E的大小；
    （2）在闭合回路中产生感应电流的大小I；
    （3）作用在导体棒上拉力的大小F；
    （4）当导体棒移动50cm时撤去拉力，求整个过程中电阻R上产生的热量Q．

    分析 （1）由E=BLv求出导体棒切割磁感线产生的感应电动势．
    （2）由欧姆定律求出感应电流；
    （2）由F=BIL求出导体棒受到的安培力，然由平衡条件求出拉力；
    （3）由焦耳定律求出导体棒匀速运动时产生的焦耳热，由能量守恒定律求出撤去拉力后产生的焦耳热，然后求出整个过程的焦耳热．

    解答 解：（1）感应电动势为 E=BLv=0.2×0.2×5V=0.2V
    （2）感应电流为：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.2}{1}$=0.2A
    （3）导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡
    则F=BIL=0.2×0.2×0.2N=8×10-3N        
    （4）导体棒移动50cm的时间为：t=$\frac{l}{v}$=$\frac{0.5}{5}$=0.1s
    根据焦耳定律：Q1=I2R t  或Q1=Fs
    Q1=0.004J
    根据能量守恒：
    Q2=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=$\frac{1}{2}×$0.01×52=0.125J
    电阻R上产生的热量：Q=Q1+Q2
     解得Q=0.129J      
    答：
    （1）在闭合回路中产生感应电动势E的大小为0.2V．
    （2）在闭合回路中产生的感应电流的大小是0.2 A；
    （3）作用在导体棒上的拉力的大小是8×10-3N；
    （4）整个运动过程中电阻R上产生的热量为0.129J．

    点评 本题难度不大，熟练应用基础知识即可正确解题，最后一问是本题的易错点，要对两个阶段分别求焦耳热．

    练习册系列答案
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    （2）当A物体匀速上滑时B的质量．

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