[题目]如图甲所示.两根间距L=1.0m.电阻不计的足够长平行金属导轨ab.cd水平放置.一端与阻值R=2.0Ω的电阻相连.质量m=0.2kg的导体棒ef在恒定外力F作用下由静止开始运动.已知导体棒与两根导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为f=1.0N.导体棒电阻为r=1.0Ω.整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场B中.导体棒运动过� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图甲所示，两根间距L=1.0m、电阻不计的足够长平行金属导轨ab、cd水平放置，一端与阻值R=2.0Ω的电阻相连，质量m=0.2kg的导体棒ef在恒定外力F作用下由静止开始运动，已知导体棒与两根导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为f=1.0N，导体棒电阻为r=1.0Ω，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场B中，导体棒运动过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示（取g=10m/s2），求：

（1）拉力F的大小；

（2）磁场的磁感应强度B大小；

（3）若ef棒由开始运动6.9m时，速度达到3m/s，求此过程中电路产生的焦耳热.

【答案】（1）2N（2）1T（3）6J

【解析】（1）由图可知：导体棒开始运动时加速度，初速度v0=0，导体棒中无电流。

由牛顿第二定律知：

解得：；

（2）当导体棒速度为v时，导体棒上的电动势为E，电路中的电流为I.

由法拉第电磁感应定律：，

由欧姆定律：，

导体棒所受安培力，

由图可知：当导体棒的加速度a=0时，开始以v=3m/s做匀速运动，

此时有：，

解得：；

（3）设ef棒此过程中，产生的热量为Q，由功能关系知：，

带人数据解得。

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