Question

【题目】如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上，导轨间距L=0.6m，两导轨的左端用导线连接电阻R1及理想电压表，电阻r=2Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB处；右端用导线连接电阻R2，已知R1=2Ω，R2=1Ω，导轨及导线电阻均不计．在矩形区域CDEF内有竖直向上的磁场，CE=0.2m，磁感应强度随时间的变化如图乙所示．在t=0时刻开始，对金属棒施加一水平向右的恒力F，从金属棒开始运动直到离开磁场区域的整个过程中电压表的示数保持不变．求：

（1）t=0.1s时电压表的示数；

（2）恒力F的大小；

（3）从t=0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量Q；

Answer 1

【答案】（1）0.3V（2）0.27N（3）0.09J

【解析】试题分析：（1）在0～0．2s内，CDEF产生的电动势为定值：

在0．1s时电压表的示数为：

（2）设此时的总电流为I,则路端电压为：

由题意知:

此时的安培力为：

解得：F=0．27N

（3）0～0．2s内的热量为：

由功能关系知导体棒运动过程中产生的热量为：

总热量为：

考点:法拉第电磁感应定律、焦耳定律、功能关系。