Question

【题目】如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。则此过程，求：

(1)杆的速度最大值时，感应电流的大小；

(2)杆的速度最大值；

(3)整个过程中电阻R产生的热量。

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)当杆的速度达到最大时有

联立解得

(2)根据题意有

由(1)可知

联立解得

(3)开始到达最大速度的过程中，有能量守恒定律得

又

解得