Question

如圖甲所示，空間存在B=0.5T，方向豎直向下的勻強磁場，MN、PQ是水平放置的平行長直導軌，其間距L=0.2m，R是連在導軌一端的電阻，ab是跨接在導軌上質量m=0.1kg的導體棒。從零時刻開始，對ab施加一個大小為F=0.45N，方向水平向左的恒定拉力，使其從靜止開始沿導軌滑動，滑動過程中棒始終保持與導軌垂直且良好接觸，圖乙是棒的v-t圖像，其中AO是圖像在O點的切線，AB是圖像的漸近線。除R以外，其余部分的電阻均不計。設滑動摩擦力等于最大靜摩擦力。已知當棒的位移為100m時，其速度達到了最大速度10m/s。求：

（1）R的阻值；

（2）棒ab在題述運動過程中克服摩擦力做的功；

（3）在題述過程中電阻R上產生的焦耳熱。

 

Answer 1

【答案】

（1）；（2）；（3）

【解析】

試題分析：（1）由圖乙得起動瞬間：   （1分）

則：     

    （1分）

最終以速度勻速運動，則所受到有拉力、摩擦力和安培力的合力為零

        （1分）

      （1分）

聯立可得：      （1分）

（2）棒克服摩擦力做功：     （1分）

（3）由能量關系可得電阻上產生的焦耳熱：   （2分）

考點：電磁感應，功能關系，牛頓運動定律