如图所示，光滑导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L，N、Q两端接有定值电阻R。在两导轨之间有一边长为...

问题详情：

如图所示，光滑导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L，N、Q两端接有定值电阻R。在两导轨之间有一边长为0.5L的正方形区域abcd，该区域内分布着方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一粗细均匀、质量为m的金属杆静止在ab处，杆接入两导轨之间的电阻也为R。现用一大小为F的恒力沿水平方向拉杆，使之由静止向右运动，且杆在穿出磁场前已做匀速运动。已知杆与导轨接触良好，不计其它电阻，求：

(1)杆匀速运动的速率v及杆穿出磁场前通过定值电阻R的电流方向；

(2)穿过整个磁场过程中，金属杆上产生的电热Q。

【回答】

(1)；电流方向为由N到Q；(2)

【详解】

(1)根据法拉第电磁感应定律

由欧姆定律

杆所受安培力

杆匀速运动

联立解得，杆匀速运动的速率

根据右手定则可知，杆穿出磁场前通过定值电阻R的电流方向为由N到Q。

(2)设整个过程中产生的总电热为Q，根据能量守恒得

由串联电路特点，杆上产生的电热

联立解得

知识点：电磁感应现象与应用

题型：解答题