题目内容
如图所示，电阻可忽略导线框abcd固定在竖直平面内，导线框ab和dc的宽度为l，在bc段接入阻值为R的电阻，ef是一电阻可忽略的水平放置的导电杆，杆的质量为m，杆的两端分别与ab和cd保持良好接触，且能沿导线框ab和dc无摩擦地滑动，磁感应强度为B的匀强磁场方向与框面垂直. 现用一恒力F竖直向上拉导体杆ef，当导体杆ef上升高度为h时，导体杆ef恰好匀速上升，求：
（1）此时导体杆ef匀速上升的速度v的大小；
（2）导体杆ef上升h的整个过程中产生的焦耳热Q的大小.
【答案】
（1）
（2）(F-mg)h –
【解析】根据平衡及法拉第电磁感应定律求出速度；再根据能量守恒求出焦耳热。
（1）导电杆匀速上升时，受到竖直向上的恒力F，竖直向下的安培力F安和重力mg，
根据平衡条件有 F-mg- F安=0 (2分)
F安=BIl (1分)
根据法拉第电磁感应定律有 E=Blv (2分)
根据闭合电路欧姆定律有 I= 
(2分)
由以上各式联立解得 v= (2分)
（2）导体杆上升h的整个过程中，根据能量守恒定律有
Q=(F-mg)h - 
mv2 (2分)
代入v= 得：
Q =(F-mg)h – (2分)
练习册系列答案
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如图所示，电阻可忽略的一定长度的光滑平行金属导轨MM′、NN′固定在水平面上，导轨间距d=0.8m，左端M′N′间接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=1.0T的匀强磁场垂直导轨平面向下，距NN′端L=1m处有一金属棒ab与导轨垂直且接触良好，其质量m=0.2kg，电阻r=0.5Ω，在F=2N的水平拉力作用下，由静止开始向M′N′端运动，到M′N′的过程中电阻R上产生的焦耳热QR=0.3J，．求：
(v0为撤去F时金属棒速度)，并且金属棒运动到ef处时速度恰好为零，则外力F作用的时间t1为多少？
(v0为撤去F时金属棒速度)，并且金属棒运动到ef处时速度恰好为零，则外力F作用的时间t1为多少？