问题
计算题
如图所示，两根平行的导轨处于同一水平面内，相距为L．导轨左端用阻值为R的电阻相连，导轨的电阻不计。导轨上跨接一质量为m、电阻为r的金属杆，金属杆与导轨之间的动摩擦因数为μ．整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场宽度为S1．现对杆施加一水平向右的恒定拉力F，使它由静止开始进入磁场区域，当金属杆离开磁场时立即将拉力F撤去，金属杆继续运动了一段距离后停止在导轨上。已知重力加速度为g．
（1）若金属杆在离开磁场前就做匀速直线运动，求匀速运动的速度；
（2）金属杆运动过程，通过电阻R的电量是多少？
（3）若金属杆离开磁场继续运动了S2后停止在导轨上。金属杆运动过程，电阻R产生的热量是多少？
答案
（1）
（2）
（3）
题目分析：（1） 金属杆做匀速直线运动，有
F="f" +F安
f =μmg
E=BLυ
I= 
F安=BIL
联立以上各式解得 υ=
（2）通过电阻R的电量q =
=
（3）金属杆运动过程，由动能定理得：
FS1－f（S1+S2）+ W安=0
Q=－W安
通过电阻和金属杆的电流相同，所以电阻产生的热量与电阻成正比，得：
QR =
Q
=