Question

（16分）如圖所示，兩根光滑的平行金屬導軌MN、PQ處于同一水平面內，相距L=0.5m，導軌的左端用R=3的電阻相連，導軌電阻不計，導軌上跨接一電阻r=1的金屬桿ab，質量m=0.2kg，整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B=2T，現對桿施加水平向右的拉力F=2N，使它由靜止開始運動，求：

（1）桿能達到的最大速度多大?

（2）若已知桿從靜止開始運動至最大速度的過程中，R上總共產生了10.2J的電熱，則此過程中金屬桿ab的位移多大?                                              

                                                                     

（3）接（2）問，此過程中流過電阻R的電量？經歷的時間？

 

Answer 1

【答案】

（1）  v=

（2）s=10m

（3）t =2.05s

 

【解析】（1）由題意得：, ,  v=……(4分)

（2）由     Q=3.4J........................(2分)

       FS=，  代入得：s=10m............(4分)

（3）電量q=.............(3分)

        

該過程由動量定理：FLqBL=mv0    得t =2.05s................(3分)