Question

（2013上海市八校聯考）如圖甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面內相互平行的粗糙長直導軌，間距L=2.0m，R是連在導軌一端的電阻，質量m=1.0kg的導體棒ab垂直跨在導軌上，電壓傳感器與這部分裝置相連。導軌所在空間有磁感應強度B=0.50T、方向豎直向下的勻強磁場。從t=0開始對導體棒ab施加一個水平向左的外力F，使其由靜止開始沿導軌向左運動，電壓傳感器測出R兩端的電壓隨時間變化的圖線如圖乙所示，其中OA、BC段是直線，AB段是曲線。假設在從1.2s開始以后外力F的功率P=4.5W保持不變。導軌和導體棒ab的電阻均可忽略不計，導體棒ab在運動過程中始終與導軌垂直，且接觸良好。不計電壓傳感器對電路的影響。g取10m/s²。求：

（1）導體棒ab最大速度v_m的大��；

（2）在1.2s~2.4s的時間內，該裝置產生的總熱量Q；

（3）導體棒ab與導軌間的動摩擦因數μ和電阻R的值。

    (4 ) 若在1.2s~2.4s的時間內已知電阻R上產生的焦耳熱是Q₁=2.95J，則在0~2.4s的時間內通過電阻R的電量為多少？

            

         

Answer 1

        同理，設t=2.4s時拉力為F₂，則有

                 

        根據牛頓第二定律有