Question

【題目】如圖所示，水平光滑導軌固定于豎直向上的勻強磁場中，導軌寬度為L，導軌左端接電阻R1和R2，且R1=R，R2=2R．質量為m的導體棒ab垂直導軌靜置．現用水平向右大小為F的力拉導體棒，當導體棒位移為x時速度達到最大值v，導體棒始終垂直導軌，導體棒和導軌的電阻均不計．求：

（1）磁感應強度大小B；

（2）該過程通過電阻R1的電荷量q；

（3）該過程電阻R2產生的焦耳熱Q．

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

（1）導體棒勻速運動時速度最大，應用安培力公式與平衡條件可以求出磁感應強度。

（2）由法拉第電磁感應定律求出平均感應電動勢，由歐姆定律求出平均感應電流，由電流定義式求出電荷量。

（3）應用能量守恒定律與并聯電路規律可以求出電阻產生的熱量。

（1）導體棒速度最大時

通過導體棒的電流

解得磁感應強度

（1）在導體棒達到最大速度v的過程中，回路平均感應電動勢

平均電流

通過導體棒的電量

通過R1的電荷量

（3）根據功能關系，電路中產生的總熱量

R2產生的熱量