Question

【題目】如圖，水平U形光滑框架，寬度為1m，電阻忽略不計，導體棒ab的質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=0.5Ω，勻強磁場的磁感應強度B=0.2T，方向垂直框架向上。現(xiàn)用F=1N的外力由靜止開始向右拉ab棒，當ab棒向右運動的距離為d=0.5m時速度達到2m/s，求此時：

（1）ab棒產(chǎn)生的感應電動勢的大小；

（2）ab棒所受的安培力；

（3）ab棒的加速度大小。

（4）ab棒在向右運動0.5m的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

Answer 1

【答案】（1）ab棒產(chǎn)生的感應電動勢的大小為0.4V；（2）ab棒所受的安培力為0.16N；（3）ab棒的加速度大小為4.2m/s2；（4）ab棒在向右運動0.5m的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q為0.1J；

【解析】

（1）根據(jù)導體棒切割磁感線的電動勢為：E=BLV=0.4V；

（2）由閉合電路歐姆定律得回路電流為：，ab受安培力為：F安=BIL=0.16N，方向水平向左。

（3）根據(jù)牛頓第二定律得ab桿的加速度為：a=；

（4）由能量守恒有：Fd=Q+mv2，代入數(shù)據(jù)解得Q=0.1J