题目

题型：不详难度：来源：

如图甲所示，水平面上两根足够长的的光滑金属导轨平行固定放置，间距为L=0.5m,一端通过导线与阻值为R=0.5的电阻连接;导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻忽略不计;导轨所在位置有磁感应强度为B=1T的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向上，现在给金属杆施加一水平向右的的恒定拉力F，并每隔0.2s测量一次导体棒的速度，乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v-t图象。求:

小题1:力F的大小;
小题2:t=2s时导体棒的加速度；
小题3:估算3.2s内电阻上产生的热量。

答案

小题1:F=5N
小题2:
小题3:

解析

（1）由图像可知，导体棒运动的速度达到10m/s时开始做匀速运动，导体棒匀速运动的速度v₁=10m/s。则：F_安=F
又： ………………………………（1分）
…………………………………（1分）
……………………………………（1分）
解得：F=5N……………………………………（1分）
（2）由图像可知，时导体棒的速度。此时导体棒上的电动势
……………………（1分）
由牛顿第二定律得    …………………………（2分）
解得……………（1分）
（3）由图像可知，到3.2s处，图线下方小方格的个数为38个（38~40均正常），每小方格代表的位移是△x=1×0.4m=0.4m，所以3.2s内导体的位移x=0.4×38m=15.2m，…………（1分)
此时导体棒的速度v₃="8m/s " ,……………………………………（1分）
由能量守恒定律得：……………………（1分）
解得…………………………（1分）