Question

如图甲所示，放在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离为L=1m，质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上，导轨左端与电阻R=4W的电阻相连，其它电阻不计，导轨所在位置有磁感应强度为B=2T的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向下，现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s测量一次导体棒的速度，乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v-t图像，（设导轨足够长）求：
（1）力F的大小；
（2）t=1.6s时，导体棒的加速度；
（3）估算1.6s电阻上产生的热量。

Answer 1

解：（1）由图像可知：v=10m/s时，安培力等于拉力F
E=BLV
I=E/R，F=F_安=BIL=10N
（2）由图像可知，时间t=1.6s时导体棒的速度vˊ=8m/s，此时导体棒上电动势E=BLvˊ
导体棒受到的安培力：
由牛顿第二定律得：F-Fˊ=ma，a=2m/s²
（3）根据动能定理：
由图像可知：位移l为t=1.6s和v-t图线及坐标轴所包围的面积，即l=40×1×0.2m=8m
所以。