Question

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

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。

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Answer 1

小题1:F=5N 小题2: 小题3:

（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v 1 =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v 3 ="8m/s " ,……………………………………（1分） 由能量守恒定律得： ……………………（1分） 解得 …………………………（1分）