Question

足夠長的平行金屬導(dǎo)軌ab、cd放置在水平面上，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.00T的豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌間連接阻值為R=0.30Ω的電阻，質(zhì)量m=0.5kg的金屬棒ef與bc緊貼在導(dǎo)軌上，處于兩導(dǎo)軌間的長度L=0.40m、電阻r=0.10Ω，如圖所示。在水平恒力F作用下金屬棒ef由靜止開始向右運(yùn)動，其運(yùn)動距離與時間的關(guān)系如下表所示。導(dǎo)軌與金屬棒ef間的動摩擦因數(shù)為0.3，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g=10求：

時間t(s)	0.0	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	7.0
運(yùn)動距離x(m)	0.0	0.6	2.0	4.3	6.8	9.3	11.8	14.3

（1）在4.0s時間內(nèi)，通過金屬棒截面的電荷量q；

（2）水平恒力F;

（3） 慶豐同學(xué)在計(jì)算7.0s時間內(nèi)，整個回路產(chǎn)生的焦耳熱Q時，是這樣計(jì)算的：

先算7.0s內(nèi)的電荷量，再算電流I=，再用公式計(jì)算出焦耳熱

請你簡要分析這樣做是否正確？認(rèn)為正確的，請算出結(jié)果；認(rèn)為錯誤的，請用自己的方法算出7.0s，整個回路產(chǎn)生的焦耳熱Q。

Answer 1

 (1).金屬棒產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢E==       (1分)

平均電流I=                                     （1分）

電荷量q=It==6.8C                               （2分）

(2).由表中數(shù)據(jù)可知3.0s以后棒ef做勻速直線運(yùn)動

V==2.5                                        （2分）

F-f=BIL                                            （2分）

由I=, E= BLV                                     （2分）

解得F=BIL+ f=2.5N                                  （3分）

(3)慶豐同學(xué)用電流的平均值計(jì)算焦耳熱是錯誤的，       （2分）

根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律有

Fx-μmgx-Q=m                                      （3分）

解得Q=12.7J                                         （2分）

(其他正確解法參考給分)