Question

【題目】如圖所示，電阻可忽略導線框abcd固定在豎直平面內，導線框ab和dc的寬度為l，在bc段接入阻值為R的電阻，ef是一電阻可忽略的水平放置的導電桿，桿的質量為m，桿的兩端分別與ab和cd保持良好接觸，且能沿導線框ab和dc無摩擦地滑動，磁感應強度為B的勻強磁場方向與框面垂直. 現用一恒力F豎直向上拉導體桿ef，當導體桿ef上升高度為h時，導體桿ef恰好勻速上升，求：

（1）此時導體桿ef勻速上升的速度v的大��；

（2）導體桿ef上升h的整個過程中產生的焦耳熱Q的大小.

Answer 1

【答案】（1）（2）(F-mg)h –

【解析】

根據平衡及法拉第電磁感應定律求出速度；再根據能量守恒求出焦耳熱。

（1）導電桿勻速上升時，受到豎直向上的恒力F，豎直向下的安培力F安和重力mg，

根據平衡條件有 F-mg- F安=0 (2分)

F安=BIl (1分)

根據法拉第電磁感應定律有 E="Blv" (2分)

根據閉合電路歐姆定律有 I=(2分)

由以上各式聯立解得 v=(2分)

（2）導體桿上升h的整個過程中，根據能量守恒定律有

Q="(F-mg)h" -mv2 (2分)

代入v=得：

Q ="(F-mg)h" –(2分)