Question

【题目】如图所示，两根足够长的电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面内，两导轨间的距离为 L=1m，之间接有阻值为 R=1.5Ω的定值电阻。一根质量为 m=2kg 的均匀金属棒 ab 放在导轨上，与两导轨垂直且保持良好接触，ab 在导轨间的电阻为 r=0.5Ω，整个装置放在 磁感应强度为 B=1T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现对金属棒 ab 施加水 平向右的恒力 F=1N，使之由静止开始运动，求

(1) 金属棒 ab 中电流的方向及最大速度 vm；

(2) 金属棒 ab 由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻 R 产生的焦耳热为 Q=3J，求该过程中金属棒 ab 移动的距离 x 及通过电阻 R 的电量 q。

(3)金属棒 ab 由静止释放至达到最大速度的过程中，经历的时间 t。

Answer 1

【答案】（1）（2）4C（3）8s

【解析】

(1)由右手定则，金属棒ab中电流的方向为b→a

解得

(2)由公式

解得

Q总=4J

由功能关系得

解得

x=8m

解得q 4C

(3)由动量定理得

解得

t=8s