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  • 1. (2020高二下·南雄月考) 如图所示,两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上,两轨道之间的距离l=0.50 m.轨道的MM′端接一阻值为R=0.50 Ω的定值电阻,直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度大小为B=0.60 T的匀强磁场中,磁场区域右边界为NN′、宽度d=0.80 m;水平轨道的最右端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆形轨道的半径均为R0=0.50 m。现有一导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0 m处,其质量m=0.20 kg、电阻r=0.10 Ω.ab杆在与杆垂直的、大小为2.0 N的水平恒力F的作用下开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,杆穿过磁场区域后,沿半圆形轨道运动,结果恰好能通过半圆形轨道的最高位置PP′;已知杆始终与轨道垂直,杆与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10,轨道电阻忽略不计,取g=10 m/s2.求:

    1. (1) 导体杆刚进入磁场时,通过导体杆的电流的大小和方向;
    2. (2) 在导体杆穿过磁场的过程中,通过电阻R的电荷量;
    3. (3) 在导体杆穿过磁场的过程中,整个电路产生的焦耳热.

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