Question

【题目】如图甲所示，在水平面上固定宽为L=1m、足够长的光滑平行金属导轨，左端接有R=0．5Ω的定值电阻，在垂直导轨且距导轨左端 d=2．5m处有阻值 r=0．5、质量 m=2kg 的光滑导体棒，导轨其余部分电阻不计．磁场垂直于导轨所在平面，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示．第1s内导体棒在拉力F作用下始终处于静止状态．1s后，拉力F保持与第1s末相同，导体棒从静止直至刚好达到最大速度过程中，拉力F做功为W=11．25J．求：

（1）第1s末感应电流的大小；

（2）第1s末拉力的大小及方向；

（3）1s后导体棒从静止直至刚好达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热．

Answer 1

【答案】（1）2A（2）1．6N（3）2．5J

【解析】

试题分析： （1）0-1s内，内图象得：

根据法拉第电磁感应定律：

回路电流：

（2）

根据受力平衡，拉力，方向：水平向右

（3）1s后导体棒做变加速直线运动，当受力平衡速度达最大B=0．8T

则由电磁感应定律：，最终匀速运动时：F=BIL代入数据得：I=2A，

代入数据得：

根据能量守恒定律： R

代入数据得：,

联立解得：