题目内容
【题目】两根平行金属导轨相距L=0.50m，固定在水平面内，导轨左端串接一个R=0.04Ω的电阻，在导轨间长d=0.56m的区域内，存在方向垂直导轨平面下的匀强磁场，磁感应强度B=2.0T，质量m=4.0kg的金属棒CD置于导轨上，与导轨接触良好，且与两导轨间的动摩擦因数均为
，棒在导轨之间的电阻r=0.01Ω，绝缘轻绳系于棒的中点，初始时刻，CD棒距磁场左边界s=0.24m，现通过绳用向右的水平恒力作80N拉CD棒，使棒由静止运动，运动过程中始终保持与导轨垂直，当CD棒到达磁场右边界时撤去拉力（不计其他电阻以及绳索的质量），求：
（1）CD棒进入磁场时速度v的大小；
（2）CD棒进入磁场时所受的安培力
的大小；
（3）在拉CD棒的过程中，绳的拉力所作的功W和电阻R上产生的焦耳热Q。
【答案】（1）2.4m/s；（2）48N；（3）64J，21.504J．
【解析】试题分析：（1）由牛顿第二定律求出加速度，由匀变速直线运动的速度位移公式求出棒的速度．（2）由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，然后由安培力公式求出安培力．（3）由功的计算公式求出拉力的功，由能量守恒定律可以求出电阻上产生的焦耳热．
（1）由牛顿第二定律得： 
由匀变速直线运动的速度位移公式得： 
联立解得：v=2.4m/s
（2）CD棒刚进入磁场时，由法拉第电磁感应定律得：E=BLv
由闭合电路欧姆定律得： 
安培力： 
联立解得： 
（3）由题可得，拉力做功为
CD棒进入磁场后，则有： 
，故CD棒做匀速直线运动
由能量守恒定律得： 
电阻上产生的热量： 
联立解得： Q=21.504J
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