Question

（12分）如圖左下圖所示，一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距L=1m，兩軌道用的電阻連接，有一質(zhì)量m=0.5kg的導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上。現(xiàn)用水平拉力F沿水平方向拉動(dòng)導(dǎo)體桿，則： 

（1）若拉力F大小恒為4N，請(qǐng)說明導(dǎo)體桿做何種運(yùn)動(dòng)，最終速度為多少？
（2）若拉力F大小恒為4N，且已知從靜止開始直到導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定速度所經(jīng)歷的位移為s=10m，求在此過程中電阻R上所生的熱；
（3）若拉力F為變力，在其作用下恰使導(dǎo)體棒做加速度為a=2m/s²的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)寫出拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系式

Answer 1

（1）棒做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)；2m/s²（2）39J；（3）F=1+4t

試題分析：根據(jù)牛頓第二定律：F-BIL=ma
由歐姆定律：
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=BLv
聯(lián)立得：
棒做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)a=0時(shí)，
（2）由動(dòng)能定理：Fs-W_安=mv²
且W_安=Q代入數(shù)據(jù)得：Q=39J
（3）由F-BIL=ma，，v=at
得：