如圖所示，光滑導軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距L，N、Q兩端接有定值電阻R。在兩導軌之間有一邊長為...

問題詳情：

如圖所示，光滑導軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距L，N、Q兩端接有定值電阻R。在兩導軌之間有一邊長為0.5L的正方形區域abcd，該區域內分佈著方向豎直向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場。一粗細均勻、質量為m的金屬桿靜止在ab處，杆接入兩導軌之間的電阻也為R。現用一大小為F的恆力沿水平方向拉桿，使之由靜止向右運動，且杆在穿出磁場前已做勻速運動。已知杆與導軌接觸良好，不計其它電阻，求：

(1)杆勻速運動的速率v及杆穿出磁場前通過定值電阻R的電流方向；

(2)穿過整個磁場過程中，金屬桿上產生的電熱Q。

【回答】

(1)；電流方向為由N到Q；(2)

【詳解】

(1)根據法拉第電磁感應定律

由歐姆定律

杆所受安培力

杆勻速運動

聯立解得，杆勻速運動的速率

根據右手定則可知，杆穿出磁場前通過定值電阻R的電流方向為由N到Q。

(2)設整個過程中產生的總電熱為Q，根據能量守恆得

由串聯電路特點，杆上產生的電熱

聯立解得

知識點：電磁感應現象與應用

題型：解答題