如圖，MN和PQ是電阻不計的平行金屬導軌，其間距為L，導軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一個阻值為R的定值...
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問題詳情：
如圖，MN和PQ是電阻不計的平行金屬導軌，其間距為L，導軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一個阻值為R的定值電阻．平直部分導軌左邊區域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場．質量為m、電阻也為R的金屬棒從高度為h處由靜止釋放，到達磁場右邊界處恰好停止．已知金屬棒與平直部分導軌間的動摩擦因數為μ，金屬棒與導軌間接觸良好．則金屬棒穿過磁場區域的過程中( )
A．流過金屬棒的最大電流為
B．流過金屬棒的電荷量為
C．克服安培力所做的功為mgh
D．金屬棒產生的焦耳熱為
mg(h－μd)
【回答】
選D．金屬棒滑下過程中，根據動能定理有mgh＝
mv
，根據法拉第電磁感應定律有E＝BLvm，根據閉合電路歐姆定律有I＝
，聯立得Im＝
，A錯誤；根據q＝
可知，通過金屬棒的電荷量為
，B錯誤；全過程根據動能定理得mgh＋Wf＋W安＝0，故C錯誤；由Wf＝－μmgd，金屬棒克服安培力做的功完全轉化成電熱，由題意可知金屬棒與電阻R上產生的焦耳熱相同，設金屬棒上產生的焦耳熱為Q，故2Q＝－W安，聯立得Q＝mg(h－μd)，D正確．
知識點：法拉第電磁感應定律
題型：選擇題
