Question

如图所示，宽度为L＝0.20 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.50 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=10 m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求：

（1）在闭合回路中产生的感应电流的大小；

（2）作用在导体棒上的拉力的大小；

（3）当导体棒移动30cm时撤去拉力，求整个过程中电阻R上产生的热量。

 

Answer 1

【答案】

（1）感应电动势为 E=BLv=1.0V

感应电流为  =1.0 A

（2）导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡

即有F=BIL=0.1N

（3） 导体棒移动30cm的时间为  = 0.03s 

根据焦耳定律， Q₁ = I²R t = 0.03J  （或Q₁=Fs=0.03J）

根据能量守恒， Q₂== 0.5J

电阻R上产生的热量   Q = Q₁+Q₂ = 0.53 J

【解析】略