（2013•河西区二模）如图所示．足够长的水平导体框架的宽度L=0.5m，电阻忽略不计，定值电阻R=2Ω．磁感应强度B=
（2013•河西区二模）如图所示．足够长的水平导体框架的宽度L=0.5m，电阻忽略不计，定值电阻R=2Ω．磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量为m=0.2kg、有效电阻r=2Ω的导体棒MN垂直跨放在框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5，导体棒在水平恒力F=1.2N的作用下由静止开始沿框架运动到刚开始匀速运动时，通过导体棒截面的电荷量共为q=2C，求：（1）导体棒做匀速运动时的速度；
（2）导体棒从开始运动到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒产生的电热．（g取10m/s2）
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解题思路：导体棒匀速运动时，水平方向受到恒力F、安培力和摩擦力三个力，推导出安培力与速度的关系式，根据平衡条件求出速度．已知通过导体棒截面的电荷量，可求出导体棒运动的距离，根据能量守恒求解电热．
（1）设导体棒匀速运动时的速度设v．
此时导体受到的安培力为F安=BIL，I=[E/R+r]，E=BLv
得到 F安=
B2L2v
R+r
根据平衡条件得：F=F安+μmg
代入解得 v=5m/s
（2）设导体由静止开始沿框架运动通过的距离为x．
由E=[△Φ/△t]
q=I•△t，得到
q=[△Φ/R+r]=[BLx/R+r]
得到x=
q(R+r)
BL=
2×(2+2)
0.8×0.5=20m
根据能量守恒定律，得
Fx=μmgx+Q+
1
2mv2
代入解得Q=1.5J
所以金属棒产生的电热为QR=
1
2Q=0.75J
答：（1）导体棒做匀速运动时的速度为5m/s；
（2）导体棒从开始运动到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒产生的电热为0.75J．
点评：
本题考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应用；电磁感应中的能量转化．
考点点评： 本题电磁感应中的力学问题，电磁与力联系桥梁是安培力，这种类问题在于安培力的分析和计算．
1年前
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