Question

如图16-4-17所示，水平放置的光滑导电轨道，处在磁感应强度为B=0.5 T、方向向上的匀强磁场中，轨道上放一根金属杆，长度恰好等于轨道之间的距离L=0.2m，质量m=0.1kg，电阻R=0.02 Ω?跨接在轨道间的电阻R=1.18 Ω，轨道电阻忽略不计，取g=10 m/S².

图16-4-17

（1）要使金属杆获得60 m/S的稳定速度，应对它施加多大的水平力F？

（2）在金属杆获得60m/S的稳定速度后，若撤去水平力F，那么此刻以后电阻R上还能放出多少热量？

Answer 1

解析：（1）金属杆获得稳定的速度，就是做匀速运动，它所受到的安培力应与外力是一对平衡力，即F=F_B=IBL.ab杆切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv，回路中感应电流，所以，.?

（2）撤去外力F后，金属杆将在安培力的作用下做减速运动，感应电动势在减小，感应电流在减小，安培力在减小，加速度在减小，直到金属杆的速度为零时为止.此过程中金属杆的动能通过安培力做功转化为回路中的电能，再通过电阻转化为电热，由于外电阻R与金属杆是串联关系，在串联电路中，消耗的电能与电阻成正比，故有?

Q_R+Q_r=mv²=180J?       ①

                ②

由①②两式解得：Q_R?=177J.