解题思路:(1)导体棒沿导轨向右匀速运动时垂直切割磁感线,产生感应电动势,由公式E=BLv求出,再由欧姆定律求解感应电流的大小.
(2)安培力的大小为F安=BIL.导体棒匀速运动时,拉力与安培力大小相等,即可求出拉力的大小.
(3)分两个过程求解热量:匀速运动过程,由焦耳定律求热量;撤去拉力后过程,导体棒做减速运动,由能量守恒定律求解热量.
(1)导体棒产生的感应电动势为 E=BLv=1.0V
感应电流为I[E/R]=1.0 A
(2)导体棒匀速运动,安培力与拉力平衡
即有 F=F安=BIL=0.1N
(3)导体棒移动30cm的时间为 t=[l/v]=0.03s
根据焦耳定律,Q1=I2R t=0.03J
撤去F后,导体棒做减速运动,其动能转化为内能,则根据能量守恒,有
Q2=
1
2mv2=0.5J
故电阻R上产生的总热量为Q=Q1+Q2=0.53J
答:
(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小为1A;
(2)作用在导体棒上的拉力的大小是0.1N;
(3)整个过程电阻R上产生的热量是0.53J.
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: 本题是简单的电磁感应与力学知识的综合题,从力和能两个角度进行研究.