Question

【題目】如圖所示，水平面上有兩根足夠長的光滑平行金屬導軌MN和PQ，兩導軌間距為l =0.40m，電阻均可忽略不計。在M和P之間接有阻值為R = 0.40Ω的定值電阻，導體桿ab的質量為m=0.10kg、電阻r = 0.10Ω，并與導軌接觸良好。整個裝置處于方向豎直向下、磁感應強度為B = 0.50T的勻強磁場中。導體桿ab在水平向右的拉力F作用下，沿導軌做速度v = 2.0m/s的勻速直線運動。求：

（1）通過電阻R的電流I的大小及方向；

（2）拉力F的大小；

（3）撤去拉力F后，電阻R上產生的焦耳熱QR。

Answer 1

【答案】（1）方向從M到P（2） （3）

【解析】（1）ab桿切割磁感線產生感應電動勢 E = Blv

根據全電路歐姆定律

代入數據解得 I=0.80A ，方向從M到P

（2）桿做勻速直線運動，拉力等于安培力

根據安培力公式有 F = BIl

代入數據解得 F = 0.16N

（3）撤去拉力后，根據能量守恒

電路中產生的焦耳熱

根據焦耳定律Q=I2R總t可知

代入數據解得 Q R = 0.16J