题目内容
【题目】如图所示，电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距l＝0.50m，导轨一端接有R＝4.0Ω的电阻。有一质量m＝0.10kg、电阻r＝1.0Ω的金属棒ab与导轨垂直放置。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.20T。现用F＝5.0N的水平恒力垂直拉动金属棒ab，使它由静止开始向右加速运动，当金属棒向右运动的距离为x＝2.0m时速度达到v＝10m/s。设导轨足够长，求：
(1)此时金属棒ab中电流的大小和方向；
(2)金属棒在向右运动2.0m的过程中，通过电阻R电荷量q；
(3)金属棒在向右运动2.0m的过程中，金属棒产生的焦耳热Qr。
【答案】(1) 感应电流方向由b流向a，0.2A；(2)
；(3)1.0J
【解析】
解：(1)根据右手定则可知棒ab中感应电流方向由b流向a，电流大小设为
则有：
解得：
(2) 金属棒在向右运动2.0m的过程中则有：
联立解得：
(3)回路产生焦耳热设为
，根据能量守恒有：
解得：
金属棒产生的焦耳热：
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