如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌豎直放置，相距l=0.2m，導軌上端連接着電阻R1=1Ω，質量為m=0.01...

問題詳情：

如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌豎直放置，相距l=0.2m，導軌上端連接着電阻R1=1Ω，質量為m=0.01kg、電阻為R2=0.2Ω的金屬桿ab與導軌垂直並接觸良好，導軌電阻不計．整個裝置處於與導軌平面垂直的磁感應強度為B=1T的勻強磁場中．ab杆由靜止釋放，若下落h=O.8m後開始做勻速運動，g取10m/s2，求：

（1）杆勻速運動的速度大小；

（2）勻速運動過程中杆ab兩端的電壓哪端高，高多少；

（3）該過程整個裝置產生的熱量．

【回答】

解：（1）杆達到勻速運動時速度最大，此時杆處於平衡狀態，根據平衡條件有：

mg=BIL         ①

又根據歐姆定律有杆中電流      ②

杆切割產生的電動勢E=BLv       ③

由①②③式可得=3m/s

（2）由右手定則知，杆b端電勢高

根據閉合電路歐姆定律知，切割磁感線的導體相對於電流，ab兩端的電勢差相當於電流的路端電壓，故有：

（4）在杆下落h的過程中根據能量守恆定律有

解得裝置產生的熱量Q=mgh﹣=0.035J

答：（1）杆勻速運動的速度大小為3m/s；

（2）勻速運動過程中杆ab兩端的電壓b端高，高0.5V；

（3）該過程整個裝置產生的熱量為0.035J．

知識點：法拉第電磁感應定律

題型：計算題