题目内容
【题目】如图所示，P、Q为固定在水平面内的两根行长直导轨，间距d=2m，整个导轨所在不平处在磁感应强度大小B=1T、方向竖直向下的匀强磁场中。一根质量m=1kg、电阻R=2
的导体棒ef垂直放在导轨上，导体棒ef与导轨间的动摩擦因数为
=0.4。质量m=0.2kg的正方形金属框abcd的边长L=1m,每边电阻均为r=4，用轻绳悬挂在竖直平面内，其中a边水平，金属框a、b两点通过细导线与导轨相连，金属框的上半部分处在磁感应强度大小B=1T、方向垂直于框面向里的匀强磁场中，下半部分处在大小也为B=1T、方向垂直于框面向外的匀强磁场中，不计其余电阻和导线对a、b点的作用力。现给导体棒ef一水平向左的初速度
，此时悬挂金属框的轻绳的拉力大小为T=1N，经时间f=1s导体棒ef停止运动，取g=10m/s2，求：
(1)导体棒ef获得的初速度v0的大小；
(2)t=1s内导体棒ef向左运动的距离
(3)t=1s内导体棒ef中产生的焦耳热Q。
【答案】(1) 
(2) 
(3) 
【解析】
（1）导体棒
获得初速度瞬间，设
边中电流为
，
边中电流为
，由平衡条件得
三边电阻串联后再与边电阻并联
则由
设总电流为
，由闭合电路欧姆定律得
电流为
联立解得
（2）在时间
内，对导体棒应用动量定理有
由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律得
联立解得
（3）由能量守恒定律得
导体棒中产生的焦耳热为
联立解得
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