Question

1．如圖甲所示，質(zhì)量為0.2kg的金屬棒ab與導軌間摩擦因數(shù)μ=0.2，阻值R=0.8Ω的電阻連在導軌右端．裝置處于豎直向下的勻強磁場中．從零時刻開始，對ab棒施加一水平向左的恒力，使其從靜止開始沿導軌滑動，滑動過程中棒始終保持與導軌垂直且接觸良好，兩導軌間的距離為0.2m．圖乙是棒的v-t圖象．其中OA是圖象在O點的切線，AB是圖象的漸近線．除R以外，其余部分的電阻均不計．己知：當棒的位移為10m時，其速度達到了最大速度8m/s．求：

（1）磁感強度B的大��；
（2）在棒運動10m過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

Answer 1

分析 （1）分析圖乙可知可知時的加速度以及最大速度，則由牛頓第二定律可求得牽引力大��；再對勻速過程分析，根據(jù)平衡條件可求得磁感應強度的大小；
（2）對全程分析，根據(jù)功能關系即可求得產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）由圖乙可得，起動瞬間加速度為：a=8m/s²；
由牛頓第二定律可得：F-f=ma
解得：F=2N；
最終以速度v=8m/s勻速運動，則所受到拉力、摩擦力和安培力的合力為零
即：
F-f-F_安=0
安培力F_安=BIL
電流為：I=$\frac{BLv}{R}$
聯(lián)立解得：B=2T；
（2）對全過程根據(jù)能量守恒可得：
（F-f）x=$\frac{1}{2}$mv_m²+Q
代入數(shù)據(jù)解得：Q=9.6J
答：（1）磁感強度B的大小為2T；
（2）在棒運動10m過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為9.6J．

點評 本題考查導體切割磁感線產(chǎn)生電動勢與受力分析和功能關系的結合，要注意明確圖象的準確應用，同時掌握能量守恒定律的正確應用即可求解．