Question

足够长的平行金属导轨ab、cd放置在水平面上，处在磁感应强度B=1.00T的竖直方向的匀强磁场中，导轨间连接阻值为R=0.30Ω的电阻，质量m=0.5kg的金属棒ef与bc紧贴在导轨上，处于两导轨间的长度L=0.40m、电阻r=0.10Ω，如图所示。在水平恒力F作用下金属棒ef由静止开始向右运动，其运动距离与时间的关系如下表所示。导轨与金属棒ef间的动摩擦因数为0.3，导轨电阻不计，g=10求：

时间t(s)	0.0	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	7.0
运动距离x(m)	0.0	0.6	2.0	4.3	6.8	9.3	11.8	14.3

（1）在4.0s时间内，通过金属棒截面的电荷量q；

（2）水平恒力F;

（3） 庆丰同学在计算7.0s时间内，整个回路产生的焦耳热Q时，是这样计算的：

先算7.0s内的电荷量，再算电流I=，再用公式计算出焦耳热

请你简要分析这样做是否正确？认为正确的，请算出结果；认为错误的，请用自己的方法算出7.0s，整个回路产生的焦耳热Q。

Answer 1

 (1).金属棒产生的平均感应电动势E==       (1分)

平均电流I=                                     （1分）

电荷量q=It==6.8C                               （2分）

(2).由表中数据可知3.0s以后棒ef做匀速直线运动

V==2.5                                        （2分）

F-f=BIL                                            （2分）

由I=, E= BLV                                     （2分）

解得F=BIL+ f=2.5N                                  （3分）

(3)庆丰同学用电流的平均值计算焦耳热是错误的，       （2分）

根据能量转化和守恒定律有

Fx-μmgx-Q=m                                      （3分）

解得Q=12.7J                                         （2分）

(其他正确解法参考给分)