Question

【題目】如圖所示，兩條平行的金屬導軌相距L = lm，金屬導軌的傾斜部分與水平方向的夾角為37°，整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中．金屬棒MN和PQ的質量均為m=0．2kg，電阻分別為RMN =1Ω和RPQ = 2Ω ．MN置于水平導軌上，與水平導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0．5，PQ置于光滑的傾斜導軌上，兩根金屬棒均與導軌垂直且接觸良好．從t=0時刻起，MN棒在水平外力F1的作用下由靜止開始以a =1m/s2的加速度向右做勻加速直線運動，PQ則在平行于斜面方向的力F2作用下保持靜止狀態(tài)．t=3s時，PQ棒消耗的電功率為8W，不計導軌的電阻，水平導軌足夠長，MN始終在水平導軌上運動．求：

（1）磁感應強度B的大小；

（2）t=0～3s時間內通過MN棒的電荷量；

（3）求 t =6s時F2的大小和方向；

（4）若改變F1的作用規(guī)律，使MN棒的運動速度v與位移s滿足關系：，PQ棒仍然靜止在傾斜軌道上．求MN棒從靜止開始到s=5m的過程中，系統(tǒng)產生的熱量．

Answer 1

【答案】（1）B = 2T；（2）q = 3C；

（3）F2=-5．2N（負號說明力的方向沿斜面向下）（4）

【解析】

試題分析：（1）

代入數(shù)據(jù)得：

（2）

代入數(shù)據(jù)可得:

（3）

規(guī)定沿斜面向上為正方向，對PQ進行受力分析可得:

代入數(shù)據(jù)： （負號說明力的方向沿斜面向下）

（4）MN棒做變加速直線運動，當時，

因為速度v與位移s成正比，所以電流I、安培力也與位移s成正比，

安培力做功