题目

题型：江苏模拟题难度：来源：

如图所示，宽度L＝0.2m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的两端连接阻值R＝1Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T。一根质量m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好，导体棒的电阻r=1Ω，导轨的电阻可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=10m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求：
（1）在闭合回路中产生的感应电流的大小；
（2）作用在导体棒上的拉力的大小；
（3）当导体棒移动3m时撤去拉力，求整个过程回路中产生的热量。

答案

解：（1）感应电动势为E=BLv=1V 
感应电流为=0.5 A                                    
（2）安培力=BIL=0.05 N
导体棒匀速运动，拉力与安培力平衡                                                        
（3）导体棒移动3m的时间为= 0.3s 
根据焦耳定律，导体棒移动3m过程中回路中产生的热量（或Q₁=Fs=0.15 J）
根据能量守恒，撤去拉力后回路中产生的热量Q₂== 0.5J   
整个过程回路中产生的热量