Question

【题目】光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=30°,匀强磁场磁感应强度B=2.0T,垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值R=2.0Ω的电阻,其它电阻不计,质量m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置,如图(a)所示。用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab,由静止开始运动,vt图象如图(b)所示.g=10m/s2，导轨足够长。求：

(1)恒力F的大小；

(2)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小；

(3)根据vt图象估算在前0.8s内电阻上产生的热量。

Answer 1

【答案】(1)18N(2)2m/s2（3）4.12J

【解析】

（1）由题图知，杆运动的最大速度为，

有，代入数据解得F=18N．

（2）由牛顿第二定律可得：

得，
（3）由题图可知0.8s末金属杆的速度为，前0.8s内图线与t轴所包围的小方格的个数约为28个，面积为28×0.2×0.2=1.12，即前0.8s内金属杆的位移为，

由能量的转化和守恒定律得：，

代入数据解得：．