Question

物理问题，求过程！！！

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Answer 1

（1）打开开关S，ab在水平恒力F=0.01N的作用下做匀加速直线运动，由E=BLv，v=at，a=
F
m
结合求解；
（2）闭合开关S，为了保持ab仍能以10m/s的速度匀速运动，水平拉力与安培力必须平衡，根据E=BLv、欧姆定律和安培力公式F=BIL结合求解水平拉力；
（3）撤去外力F，ab的动能转化为电路中内能，根据能量守恒定律求解．
解答：解：（1）打开开关S，ab在水平恒力F=0.01N的作用下做匀加速直线运动，加速度为：a=
F
m
由E=BLv，v=at得：E=BL
F
m
t=0.2×0.2×
0.01
0.01
t=0.04t（V）
（2）闭合开关S，当ab速度达到10m/s做匀速直线运动时，产生的感应电动势为：
E=BLv=0.2×0.2×10V=0.4V
感应电流为：I=
E
R r
=
0.4
0.08 0.02
A=4A
要使ab保持匀速直线运动，水平拉力与安培力必须平衡，则水平拉力为：
F=F安=BIL=0.2×4×0.2N=0.16N
（3）撤去外力F，根据能量守恒定律得：电路中产生的总热量为：
Q=
1
2
mv2=
1
2
×0.01×102J=0.5J
根据焦耳定律得：R上能产生的焦耳热为：
QR=
R
R r
Q=
0.08
0.08 0.02
×0.5J=0.4J
答：（1）打开开关S，ab在水平恒力F=0.01N的作用下，由静止开始沿导轨滑动，在此过程中，ab上产生的感应电动势随时间变化的表达式是E=0.04t（V）．
（2）当ab速度达到10m/s时，闭合开关S，为了保持ab仍能以10m/s的速度匀速运动水平拉力应为0.4N．
（3）在ab以10m/s的速度匀速滑动的某一时刻撤去外力F，开关仍是闭合的，那么从此以后，R上能产生0.4J焦耳热