Question

【题目】如图所示，两条足够长的互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为L=0.5m。在导轨的一端分别接有阻值均为0.6Ω的电阻R1、R2，在x≥0处有一与水平面垂直的匀强磁场，磁感应强度B=1T。一质量m=0.2kg的金属杆垂直放置在导轨上，金属直杆的电阻是r=0.2Ω，其他电阻忽略不计，金属直杆以一定的初速度v0=4m/s进入磁场，同时受到沿x轴正方向的恒力F=3.5N的作用，在x=2m处速度达到稳定。求：

(1)金属直杆达到的稳定速度v1是多大？

(2)从金属杆进入磁场到金属直杆达到稳定速度的过程中，电阻R1上产生的热量是多大？通过R1的电量是多大？

Answer 1

【答案】(1)v1=7m/s (2)Q1=1.11J,q1=2C

【解析】试题分析：（1）金属杆的速度达到稳定时，其中R指的是并联电阻0.3Ω，代入求解：

（2）根据动能定理，其中外力总共W=Fx=3.5*2=7J。根据动能定理求得总热量为3.7J，由于内阻跟外阻之比为2:3，因此外阻总热量为2.22J，即电阻R1上产生的热量1.11J