题目内容
两根固定在水平面上的光滑的平行金属导轨MN和PQ，一端接有阻值为R的电阻，处于方向竖直向下的匀强磁场中。在导轨上垂直导轨跨放质量为m的金属直杆，金属杆的电阻为r，金属杆与导轨接触良好，导轨足够长且电阻不计。金属杆在垂直杆的水平恒力F作用下向右匀速运动时，电阻R上消耗的电功率是P，从某一时刻开始撤去水平力F。求撤去水平力F后；（1）通过电阻R的电流方向是：_______________________。
（2）金属杆的速度、加速度如何变化？简述原因。
（3）电阻R上产生的焦耳热是多少？
（4）当电阻R上消耗的电功率为
时，金属杆的加速度大小、方向。
（1）M→P （2）速度变小，加速度变小。由于撤去水平力F，在水平方向金属杆只受安培力作用，安培力的方向与速度方向相反，所以金属杆的速度变小；由此感应电动势变小，感应电流变小，导致安培力变小，由牛顿第二定律，所以金属杆的加速度变小。（3）金属杆匀速运动，所受安培力与外力F平衡，设导轨间距为L，有：
电阻消耗的功率为P，由：
得：
此时电路中消耗的总功率：
金属杆的速度
撤去力F后，整个电路中产生的热量为：
由于电流I相同，焦耳热与电阻成正比，故有：
所以，撤去力F后，电阻R上产生的焦耳热为：
（4）撤去水平力F后，当电阻R上消耗的电功率为时，由：此时电流：
由：
所以此时安培力：
由：
所以此时金属杆的加速度：
方向：水平向左
电阻消耗的功率为P，由：得： 此时电路中消耗的总功率：金属杆的速度撤去力F后，整个电路中产生的热量为：由于电流I相同，焦耳热与电阻成正比，故有：所以，撤去力F后，电阻R上产生的焦耳热为： （4）撤去水平力F后，当电阻R上消耗的电功率为时，由：此时电流：由： 所以此时安培力： 由： 所以此时金属杆的加速度： 方向：水平向左 
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