Question

如圖所示，寬度為L(zhǎng)＝0.20 m的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0Ω的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.50 T。一根質(zhì)量為m=10g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)。現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度v=10 m/s，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直。求：

（1）判定導(dǎo)體棒M、N兩端的電勢(shì)的高低；

（2）作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大小；

（3）當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)30cm時(shí)撤去拉力，求整個(gè)過(guò)程直到MN靜止時(shí)電阻R上產(chǎn)生的熱量。

              

 

 

Answer 1

（1）根據(jù)右手定則M點(diǎn)電勢(shì)高  --------2分

（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=BLv=1.0V

感應(yīng)電流為  =1.0 A      ------4分                              

       導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，安培力與拉力平衡

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

（3） 導(dǎo)體棒移動(dòng)30cm的時(shí)間為  = 0.03s                 

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

根據(jù)能量守恒，Q₂== 0.5  ---2分 

電阻R上產(chǎn)生的熱量   Q = Q₁+Q₂= 0.53J ----2分

解析:略