《2025年高考帮高中物理》

8. [“单棒 + 电阻”模型] 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨范围内存在磁场，其磁感应强度大小为$B$，方向竖直向下，导轨一端连接阻值为$R$的电阻. 在导轨上垂直于导轨放一长度等于导轨间距$L$、质量为$m$的金属棒，其电阻为$r$. 金属棒在水平向右的恒力$F$作用下从静止开始运动，经过时间$t$后开始匀速运动. 金属棒与导轨接触良好，导轨的电阻不计.
(1) 求金属棒匀速运动时回路中的电流；
(2) 求金属棒匀速运动的速度大小以及在时间$t$内通过回路的电荷量；
(3) 若在时间$t$内金属棒运动的位移为$x$，求电阻$R$上产生的热量.

答案：