Question

如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有

如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R=3.0Ω，的定值电阻，导体棒ab长l=0.5m，其质量m=0.8kg，电阻为r=1.0Ω，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T，现在水平外力作用下使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动．（1）ab匀速运动时ab电流的方向如何？通过导体棒ab电流多大？（2）某时刻撤去外力，求撤去外力后定值电阻R产的热是多少？

Answer 1

（1）由右手定则判断得知，ab中电流的方向为b→a．
ab中的感应电动势E=Blv=2.0V
由闭合电路欧姆定律，回路中的电流 I=

E

R+r

代入数值，得：I=0.5A
（2）由能量守恒定律知，撤去外力后整个电路产生的热量  Q=

1

2

mv²=40J
定值电阻R产生的热量 Q_R=

R

R+r

Q=30J
答：
（1）ab匀速运动时ab电流的方向为b→a．通过导体棒ab电流为0.5A．
（2）撤去外力后定值电阻R产生的热量是30J．