[题目]如图所示.凵型光滑金属导轨水平放置在竖直向上的匀强磁场中.磁场磁感应强度B=2T.导轨足够长且间距L=lm.其中ab段电阻R1=4Ω.其余电阻忽略不计.质量m=2kg.长度L=lm.电阻R2=lΩ的导体棒cd静止在导轨上.现对cd施加水平向右的拉力使其以a=2m/s2做匀加速直线运动.4s末撤去拉力,cd始终与导轨垂直并接触良好.求:( 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，凵型光滑金属导轨水平放置在竖直向上的匀强磁场中，磁场磁感应强度B=2T，导轨足够长且间距L=lm，其中ab段电阻R1=4Ω，其余电阻忽略不计。质量m=2kg、长度L=lm、电阻R2=lΩ的导体棒cd静止在导轨上，现对cd施加水平向右的拉力使其以a=2m/s2做匀加速直线运动，4s末撤去拉力,cd始终与导轨垂直并接触良好。求：

（1）cd棒运动过程中受到安培力的最大值；

（2）撤去拉力后ab上产生的热量。

【答案】（1）F=6.4N（2）Qab=51.2J

【解析】试题分析：（1）由cd棒受力得到运动状态，进而得到最大速度，由此得到安培力的最大值；（2）由动能定理得到整个回路的发热量，再通过串联电路焦耳定律得到ab的产热量．

（1）根据匀变速直线运动规律

cd导体棒的感应电动势为

根据闭合回路欧姆定律可得

4s末cd所受安培力最大

解得：F=6.4N

（2）撤去拉力时cd棒的速度为

由能的转化和守恒定律，电路产生的总电能为

ab上产生的热量

得

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图甲图乙

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