Question

【題目】如圖甲所示，放置在水平桌面上的兩條光滑導軌間的距離L=1m，質量m=lkg的光滑導體棒放在導軌上，導軌左端與阻值R=4Ω的電阻相連，其他電阻不計，導軌所在位置有磁感應強度B=2T的勻強磁場，磁場的方向垂直導軌平而向下，現在給導體棒施加一個水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2Ω測量一次導體棒的速度，乙圖是根據所測數據描繪出導體棒的v-t圖象。(設導軌足夠長)求：

(1)t=1.2s時，導體棒的加速度；

(2)在前1.6s內導體棒的位移x=8m，試計算1.6s內電阻上產生的熱量。

Answer 1

【答案】(1) 3m/s2 (2)

【解析】

（1）導體運動后，水平方向受到F、安培力兩個力．由圖象可知，時間t=1.2s時導體棒的速度，由牛頓第二定律求得加速度．

（2）根據能量守恒定律求解電阻上產生的熱量．

（1）由圖象可知，導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，導體棒勻速運動的速度

勻速運動后導體棒上的電動勢 ①

導體棒受的安培力 ②

則 ③

由圖象可知，時間時導體棒的速度

此時導體棒上的電動勢 ④

導體棒受的安培力 ⑤

由牛頓定律得 ⑥

解得時，導體棒的加速度為3m/s2 ⑦

（2）時導體棒的速度，由能量守恒可得

⑧

解得