如图所示，电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距d="0.5" m，导轨一端接有R="4.0" Ω的电阻。有一质量m="0.1" kg、电阻r="1.0" Ω

题型：不详难度：来源：

如图所示，电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距d="0.5" m，导轨一端接有R="4.0" Ω的电阻。有一质量m="0.1" kg、电阻r="1.0" Ω的金属棒ab与导轨垂直放置。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B="0.2" T。现用水平力垂直拉动金属棒ab，使它以v="10" m/s的速度向右做匀速运动。设导轨足够长。

（1）求金属棒ab两端的电压；
（2）若某时刻撤去外力，从撤去外力到金属棒停止运动，求电阻R产生的热量。

答案

（1）0.8 V（2）4.0 J

解析

试题分析：（1）根据法拉第电磁感应定律　E=Bdv，
根据欧姆定律I=

A="0.2" A，
U=IR=0.2×4.0 V="0.8" V。
（2）由能量守恒，电路中产生的热量Q=

mv²,
因为串联电路电流处处相等，所以

,
Q_R=

="4.0" J
点评：本题的物理情景比较简单，是电磁感应与电路、力学等知识的综合应用，只要掌握基本知识，就能正确解答．

举一反三

图所示，在水平面上有两条足够长的光滑平行导轨MN、PQ，导轨间的距离为d，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向下，磁场的磁感应强度的大小为B．两根金属杆1、2间隔一定距离摆放在导轨上，且与导轨垂直，它们的质量均为m，电阻均为R，两杆与导轨接触良好，导轨的电阻不计．现将杆1以初速度v滑向杆2，为了使两杆不相碰，则最初摆放两杆时的距离至少为

A．

B．

C．

D．

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如图所示，宽度L=0.2m、足够长的平行光滑金属导轨固定在位于竖直平面内的绝缘板上，导轨所在空间存在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场，磁场方向跟导轨所在平面垂直．一根导体棒MN两端套在导轨上与导轨接触良好，且可自由滑动，导体棒的电阻值R=l.5Ω，其他电阻均可忽略不计．电源电动势E=3.0V，内阻可忽略不计，取重力加速度g=10m/s²．当S₁闭合，S₂断开时，导体棒恰好静止不动．
（1）求S₁闭合，S₂断开时，导体棒所受安培力的大小；
（2）将S₁断开，S₂闭合，使导体棒由静止开始运动，求当导体棒的加速度a=5.0m/s²时，导体棒产生的感应电动势大小；
（3）将S₁断开，S₂闭合，使导体棒由静止开始运动，求导体棒运动的最大速度的大小．