Question

【题目】如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。求：此过程中，

（1）导体棒刚开始运动时的加速度a

（2）导体棒速度的最大值vm

（3）导体棒中产生的焦耳热Q

（4）流过电阻R的电量q

Answer 1

【答案】（1） （2）

（3） （4）

【解析】

（1）导体棒刚开始运动时，水平方向只受拉力F和摩擦力作用，则F-μmg=ma，解得

（2）杆受到的安培力：FB=BId=，
杆匀速运动时速度最大，由平衡条件得：F=FB+f，
即：F=+μmg，
解得：；