Question

（12分）如圖左下圖所示，一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距L=1m，兩軌道用的電阻連接，有一質(zhì)量m=0.5kg的導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向上�，F(xiàn)用水平拉力F沿水平方向拉動(dòng)導(dǎo)體桿，則：

（1）若拉力F大小恒為4N，請(qǐng)說(shuō)明導(dǎo)體桿做何種運(yùn)動(dòng)，最終速度為多少？

（2）若拉力F大小恒為4N，且已知從靜止開(kāi)始直到導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定速度所經(jīng)歷的位移為s=10m，求在此過(guò)程中電阻R上所生的熱；

（3）若拉力F為變力，在其作用下恰使導(dǎo)體棒做加速度為a=2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)寫(xiě)出拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系式

 

Answer 1

（1）棒做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)；2m/s2 （2）39J；（3）F=1+4t

【解析】

試題分析：根據(jù)牛頓第二定律：F-BIL=ma

由歐姆定律：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=BLv

聯(lián)立得：

棒做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)a=0時(shí)，

（2）由動(dòng)能定理：Fs-W安=mv2

且W安=Q代入數(shù)據(jù)得：Q=39J

（3）由F-BIL=ma，，v=at

得：

考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；牛頓第二定律及動(dòng)能定理。