Question

如图所示，两根固定在水平面上的光滑平行金属导轨MN和PQ，一端接有阻值为R的电阻，处于方向竖直向下的匀强磁场中。在导轨上垂直导轨跨放质量为m的金属直杆，金属杆的电阻为r，金属杆与导轨接触良好、导轨足够长且电阻不计。金属杆在垂直于杆的水平恒力F作用下向右匀速运动时，电阻R上消耗的电功率为P，从某一时刻开始撤去水平恒力F去水平力后：

(1)当电阻R上消耗的功率为P/4时，金属杆的加速度大小和方向。

(2)电阻R上产生的焦耳热。

Answer

（1），．方向水平向左 （2）

【解析】

试题分析：（1）撤去F之前，设通过电阻R的电流为I，则金属杆受到的安培力大小F安=BIL=F．

撤去F之后，由P=I2R知，当电阻R上消耗的电功率为P/4时，通过R的电流I'=I/2，

金属杆受到的安培力F’安=BI'L=F/2，方向水平向左，

由牛顿第二定律得，．方向水平向左

（2）撤去F后，金属杆在与速度方向相反的安培力作用下，做减速运动直到停下。设匀速运动时金属杆的速度为v，则I2(R+r)=Fv，又P=I2R，

解得

由能量守恒可得，撤去F后，整个电路产生的热量

则电阻R上产生的焦耳热

考点：法拉第电磁感应定律；牛顿第二定律；能量守恒定律