Question

如圖所示，足夠長(zhǎng)的粗糙導(dǎo)軌ab、cd固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距L=0.8m，a、c兩點(diǎn)間接一阻值R＝4的電阻。一質(zhì)量m=0.1kg、阻值r=4的導(dǎo)體桿ef水平放置在導(dǎo)軌上，并與它們保持良好接觸，整個(gè)裝置放在方向與導(dǎo)軌平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中�，F(xiàn)用一水平向右的力F拉導(dǎo)體桿ef，使桿從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，桿ef在第1s內(nèi)向右移動(dòng)了s=5m的距離，在此過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q＝1.5J，已知桿ef與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù),,不計(jì)導(dǎo)軌電阻及感應(yīng)電流間的相互作用。求：

(1)導(dǎo)體桿在第1s末所受的拉力的大小

(2)在第1s內(nèi)拉力對(duì)導(dǎo)體桿做的功。

(3)若在第1s末時(shí)將拉力F變?yōu)樗�平向右�?.4N恒力，則求導(dǎo)體桿還能向右移動(dòng)的距離。

Answer 1

解(1)設(shè)金屬棒運(yùn)動(dòng)的加速度為a，由得

且                                            (3分)

由棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)有解得N       (4分)

(2)運(yùn)動(dòng)中由功能關(guān)系有                    (4分)

代入數(shù)據(jù)解得J                                       (2分)

(3)1s所對(duì)桿運(yùn)動(dòng)分析，相當(dāng)于只受安培力作用，由動(dòng)量定理得，

 

解得：m                                   (5分)