Question

【题目】如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为l =0.40m，电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R = 0.40Ω的定值电阻，导体杆ab的质量为m=0.10kg、电阻r = 0.10Ω，并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B = 0.50T的匀强磁场中。导体杆ab在水平向右的拉力F作用下，沿导轨做速度v = 2.0m/s的匀速直线运动。求：

（1）通过电阻R的电流I的大小及方向；

（2）拉力F的大小；

（3）撤去拉力F后，电阻R上产生的焦耳热QR。

Answer 1

【答案】（1）方向从M到P（2） （3）

【解析】（1）ab杆切割磁感线产生感应电动势 E = Blv

根据全电路欧姆定律

代入数据解得 I=0.80A ，方向从M到P

（2）杆做匀速直线运动，拉力等于安培力

根据安培力公式有 F = BIl

代入数据解得 F = 0.16N

（3）撤去拉力后，根据能量守恒

电路中产生的焦耳热

根据焦耳定律Q=I2R总t可知

代入数据解得 Q R = 0.16J