Question

如图，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m=0.2kg、电阻R=0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，方向垂直框架向上。现用F=1N的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒向右运动的距离为d=0.5m时速度达到2m/s，求此时：

（1）ab棒产生的感应电动势的大小；

（2）ab棒所受的安培力；

（3）ab棒的加速度大小。

（4）ab棒在向右运动0.5m的过程中，电路中产生的焦耳热Q。

Answer

（1）ab棒产生的感应电动势的大小为0.4V；（2）ab棒所受的安培力为0.16N；（3）ab棒的加速度大小为4.2m/s2；（4）ab棒在向右运动0.5m的过程中，电路中产生的焦耳热Q为0.1J；

【解析】

（1）根据导体棒切割磁感线的电动势为：E=BLV=0.4V；

（2）由闭合电路欧姆定律得回路电流为：，ab受安培力为：F安=BIL=0.16N，方向水平向左。

（3）根据牛顿第二定律得ab杆的加速度为：a=；

（4）由能量守恒有：Fd=Q+mv2，代入数据解得Q=0.1J