问题 计算题

如图所示,电阻不计的光滑平行金属导轨MN和OP水平放置,MO间接有阻值为R的电阻,两导轨相距为L,其间有竖直向下的匀强磁场。质量为m、长度为L、电阻为R0的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好。在CD的中点处用大小为F平行于MN向右的水平恒力拉CD从静止开始运动s的位移,导体棒CD的速度恰好达到最大速度vm

(1)试判断通过电阻R的电流方向;

(2)求磁场磁感应强度B的大小;

(3)求此过程中电阻R上所产生的热量。

答案

解:(1)电阻R的电流方向为M→O        

(2)导体棒CD达到最大速度时拉力与安培力的合力为零,由牛顿第二定律有 ①

由法拉第电磁感应定律有   ② 

由闭合电路的欧姆定律有  ③

联立①②③式解得磁感应强度大小为   ④    

(3)设产生的总热量为Q,由功能关系有  ⑤

由电路知R、R0所产生的热量关系为   ⑥

联立⑤⑥式求得电阻R上产生的热量为

多项选择题
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