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，導(dǎo)軌所在位置有磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場，磁場的方向垂直導(dǎo)軌平而向下，現(xiàn)在給導(dǎo)體棒施加一個水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2Ω測量一次導(dǎo)體棒的速度，乙圖是根據(jù)所測數(shù)據(jù)描繪出導(dǎo)體棒的v-t圖象。(設(shè)導(dǎo)軌足夠長)求：

(1)t=1.2s時，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)體運動后，水平方向受到F、安培力兩個力．由圖象可知，時間t=1.2s時導(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)體棒運動的速度達到10m/s時開始做勻速運動，此時安培力和拉力F大小相等，導(dǎo)體棒勻速運動的速度

勻速運動后導(dǎo)體棒上的電動勢 ①

導(dǎo)體棒受的安培力 ②

則 ③

由圖象可知，時間時導(dǎo)體棒的速度

此時導(dǎo)體棒上的電動勢 ④

導(dǎo)體棒受的安培力 ⑤

由牛頓定律得 ⑥

解得時，導(dǎo)體棒的加速度為3m/s2 ⑦

（2）時導(dǎo)體棒的速度，由能量守恒可得

⑧

解得