题目内容
【题目】如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距L=1m，两轨道之间用R=4Ω的电阻连接，一质量m=1kg的导体杆与两轨道垂直，静止放在轨道上，轨道的电阻可忽略不计．整个装置处于磁感应强度B=4T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图（乙）所示，当拉力达到最大时，导体杆开始做匀速运动，当位移s=2.5m时撤去拉力，导体杆又滑行了一段距离
后停止．已知在拉力F作用过程中，通过电阻R上电量q为1.25C．在滑行
的过程中电阻R上产生的焦耳热为
．求：
（1）导体杆运动过程中的最大速度
；
（2）拉力F的最大值
；
（3）拉力F作用过程中，电阻R上产生的焦耳热．
【答案】（1）
（2）8N（3）5J
【解析】(1)设金属棒的电阻为r．棒在拉力F作用过程中，根据
得： 
可见r=R
在滑行s′的过程中电阻R上产生的焦耳热为 QR=4J，则棒上产生的热量也为QR=Qr=4J，所以回路中产生的总焦耳热为Q=QR+Qr=8J
根据能量守恒得： 
解得：vm=4m/s．
(2)杆匀速运动时，所受的安培力为： 
由于匀速运动，所以有： 
(3)拉力F作用过程中，根据能量守恒定律得： 
则得回路中产生的总焦耳热量为： 
因为R=r，则电阻R上产生的焦耳热为： 
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