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）在閉合回路中產生的感應電流的大小；

（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，求整個過程中電阻R上產生的熱量。

 

Answer 1

（1）感應電動勢為 E=BLv=1.0V

感應電流為  =1.0 A

（2）導體棒勻速運動，安培力與拉力平衡

即有F=BIL=0.1N

（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）

根據能量守恒， Q₂==0.5J

電阻R上產生的熱量  Q = Q₁+Q₂ = 0.53 J

解析:略