Question

【題目】如圖甲所示，放置在水平桌面上的兩條光滑導(dǎo)軌間的距離L=1m，質(zhì)量m=lkg的光滑導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌左端與阻值R=4Ω的電阻相連，其他電阻不計(jì)，導(dǎo)軌所在位置有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平而向下，現(xiàn)在給導(dǎo)體棒施加一個(gè)水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2Ω測(cè)量一次導(dǎo)體棒的速度，乙圖是根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)描繪出導(dǎo)體棒的v-t圖象。(設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng))求：

(1)t=1.2s時(shí)，導(dǎo)體棒的加速度；

(2)在前1.6s內(nèi)導(dǎo)體棒的位移x=8m，試計(jì)算1.6s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量。

Answer 1

【答案】(1) 3m/s2 (2)

【解析】

（1）導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)后，水平方向受到F、安培力兩個(gè)力．由圖象可知，時(shí)間t=1.2s時(shí)導(dǎo)體棒的速度，由牛頓第二定律求得加速度．

（2）根據(jù)能量守恒定律求解電阻上產(chǎn)生的熱量．

（1）由圖象可知，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到10m/s時(shí)開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)安培力和拉力F大小相等，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度

勻速運(yùn)動(dòng)后導(dǎo)體棒上的電動(dòng)勢(shì) ①

導(dǎo)體棒受的安培力 ②

則 ③

由圖象可知，時(shí)間時(shí)導(dǎo)體棒的速度

此時(shí)導(dǎo)體棒上的電動(dòng)勢(shì) ④

導(dǎo)體棒受的安培力 ⑤

由牛頓定律得 ⑥

解得時(shí)，導(dǎo)體棒的加速度為3m/s2 ⑦

（2）時(shí)導(dǎo)體棒的速度，由能量守恒可得

⑧

解得