Question

(14分)如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌ab、cd固定在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，b、c兩點(diǎn)間接一阻值為R的電阻．ef是一水平放置的導(dǎo)體桿，其質(zhì)量為m、有效電阻值為R，桿與ab、cd保持良好接觸。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直·現(xiàn)用一豎直向上的力F拉導(dǎo)體桿，使導(dǎo)體桿從靜止開始做加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在上升高度為h的過(guò)程中，拉力做功為W，g為重力加速度，不計(jì)導(dǎo)軌電阻及感應(yīng)電流間的相互作用．求：

(1)導(dǎo)體桿上升到h時(shí)所受拉力F的大��；
(2)導(dǎo)體桿上升到h過(guò)程中通過(guò)桿的電量；
(3)導(dǎo)體桿上升到h過(guò)程中bc間電阻R產(chǎn)生的焦耳熱．

Answer 1

（1） (2)  (3)

試題分析：（1）設(shè)ef上升到h時(shí)，速度為v₁、拉力為F，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：
根據(jù)牛頓第二定律得：
根據(jù)閉合電路的歐姆定律得：
聯(lián)立解得：
（2）感應(yīng)電荷量
根據(jù)閉合電路的歐姆定律
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律
所以
（3）設(shè)整個(gè)過(guò)程產(chǎn)生的總焦耳熱為Q，由功能關(guān)系得：

解得：
所以R上產(chǎn)生的焦耳熱為