Question

如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距l=1m，两轨道之间用R=3Ω的电阻连接，一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆与两轨道垂直，静止放在轨道上，轨道的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图（乙）所示，当拉力达到最大时，导体杆开始做匀速运动，当位移s=2.5m时撤去拉力，导体杆又滑行了一段距离s' 后停下，在滑行s' 的过程中整个电路产生的焦耳热为16J。求：

（1）拉力F作用过程中，通过电阻R上电量q；
（2）导体杆运动过程中的最大速度v_m；
（3）拉力F作用过程中，电阻R上产生的焦耳热。

Answer 1

（1）1.25C   （2） 8m/s  （3） 1.5J

解析试题分析：（1）根据 、、可得q=1.25C
（2）对滑行过程应用能量守恒有：   得v_m=8m/s
（3）根据动能定理， 
   可解得：F=8N
W_F=（6+8）/2×2+8×0.5="18J"
Q=W_安=2J，Q_R=1.5J
考点：本题考查了电磁感应电路问题。