Question

如圖所示，寬度為L＝0.20 m的足夠長的平行光滑金屬導軌固定在絕緣水平面上，導軌的一端連接阻值為R=1.0Ω的電阻。導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B=0.50 T。一根質量為m=10g的導體棒MN放在導軌上與導軌接觸良好，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計。現用一平行于導軌的拉力拉動導體棒沿導軌向右勻速運動，運動速度v=10 m/s，在運動過程中保持導體棒與導軌垂直。求：

（1）判定導體棒M、N兩端的電勢的高低；

（2）作用在導體棒上的拉力的大小；

（3）當導體棒移動30cm時撤去拉力，求整個過程直到MN靜止時電阻R上產生的熱量。

              

Answer 1

（1）根據右手定則M點電勢高  --------2分

（2）感應電動勢為 E=BLv=1.0V

感應電流為  =1.0 A      ------4分                              

       導體棒勻速運動，安培力與拉力平衡

即有F=BIL=0.1N                        ------4分                    

（3） 導體棒移動30cm的時間為  = 0.03s                 

根據焦耳定律，Q₁ = I²R t = 0.03J  （或Q₁=Fs=0.03J）----2分

根據能量守恒，Q₂== 0.5  ---2分 

電阻R上產生的熱量   Q = Q₁+Q₂ = 0.53J ----2分

解析:

略