Question

【题目】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=1Ω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＝0.5T.一根质量为m=10 g的导体棒ab放在导轨上与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v＝10m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直.求:

(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小;

(2)作用在导体棒上的拉力的大小;

(3)当导体棒移动30cm时撤去拉力,求从撤去拉力到棒停下来过程中，电阻R上产生的热量.

Answer 1

【答案】（1）1A（2）0.1N（3）0.5J

【解析】

(1)导体棒产生的感应电动势为E=BLV=1V

感应电流为I==1A

(2)导体棒匀速运动,安培力与拉力平衡，即有F=F安=BIL=0.1N

(3)撤去F后,导体棒做减速运动,其动能转化为内能,则根据能量守恒，有