题目内容
【题目】如图所示，足够长的 U 形光滑导体框水平放置，宽度为 L，一端连接的电阻为 R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r的质量为 m 的导体棒 MN放在导体框上，其长度恰好等于导体框的宽度，且相互接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下，导体棒向右匀速运动，速度大小为 v：
(1)请根据法拉第电磁感应定律推导导体棒匀速运动时产生的感应电动势的大小 E=BLv；
(2)求回路中感应电流 I大小和方向；
(3)若在某个时刻撤去拉力，请在图中定性说明 MN杆的运动情况，并画出撤去拉力后导体棒运动的 v-t 图像；
(4)在撤去拉力后，电阻R产生的焦耳热QR。
【答案】(1)见解析；(2) 
，电流方向由N到M； (3) 导体棒做加速度逐渐减小的减速运动，最终速度减为0；图像见解析； (4)
【解析】
(1)根据法拉第电磁感应定律
MN与导轨组成闭合回路匝数n=1，△t内MN运动的距离
△x=v△t
闭合回路
△Φ=B△xL
代入得
E=BLv
(2) MN运动产生电动势
E=BLv
根据闭合电路欧姆定律
得
由右手定则可知，电流方向由N到M；
(3)撤去拉力后，导体棒在安培力作用下做加速度逐渐减小的减速运动，最终速度减为0，v-t图象如图所示：
(4)在撤去拉力后，回路产生的总的焦耳热
电阻R产生的焦耳热
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