题目内容
【题目】如图甲所示，两根间距L=1.0m，电阻不计的足够长平行金属导轨MN、PQ水平放置，一端与阻值R=3.0 Ω 的电阻相连，质量m=0.5kg、电阻为r=1.0 Ω 的导体棒ab在恒定外力F作用下由静止开始运动，己知导体棒与两根导轨间的滑动摩擦因数为 μ=0.2，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场B中，导体棒运动过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示（己知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2）。求：
（1）恒定外力F的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度B；
（3）若ab棒由静止开始运动距离为x=6m时，速度己达v=4m/s，求此过程中电阻R上产生的焦耳热Q。
【答案】(1)5N(2)2.0T(3)12J
【解析】
(1)由图可知：导体棒开始运动时加速度
，初速度v0=0，导体棒中无电流，由牛顿第二定律知
(2)由图可知：当导体棒的加速度a=0时，开始以v=4m/s做匀速运动，则有
其中
，
联立解得
(3)由功能关系可知
R上产生的热量为
联立解得
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