题目内容
（12分）如图甲所示，相距为L的光滑足够长平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在垂直于导轨平面的匀强磁场中，OO′为磁场边界，磁感应强度为B，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计．在距OO′为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L的距离，其v－s的关系图象如图乙所示，求：
（1） 在金属杆ab穿过磁场的过程中，通过ab杆的感应电流方向；
（2）金属杆ab离开磁场后的加速度a；
（3）金属杆ab在离开磁场前瞬间的加速度a＇；
（4）在整个过程中电阻R上产生的电热Q1是多少？
【答案】
(1)由右手定则可知，杆中电流方向为由b到a. (2分)
(2)ab杆在位移L到3L的过程中，由运动学公式得
① (2分)
(3)ab杆在离开磁场前瞬间，水平方向上受安培力F安和外力F作用，则
F安＝BIL ② (1分)
F=ma ③ (1分)
I＝ ④ (1分)
a＝ ⑤ (1分)
由①②③④⑤联立解得：a＝－ ⑥ (1分)
（4）ab杆在磁场中发生L位移过程中，恒力F做的功等于ab杆增加的动能和回路产生的电能（即电阻R上产生的电热Q1），由能量守恒定律得：
FL＝mv＋Q1 ⑦ (2分)
联立①③⑦解得：Q1＝ ⑧ (1分)
【解析】
练习册系列答案
相关题目
如图甲所示，相距为L的光滑足够长平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在垂直于导轨平面的匀强磁场中，OO′为磁场边界，磁感应强度为B，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计．在距OO′为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab．若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动，其速度v-位移x的关系图象如图乙所示，则