题目内容

如图甲所示,空间存在B=0.5T,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是水平放置的平行长直导轨,其间距L=0.2m,R是连在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒。从零时刻开始,对ab施加一个大小为F=0.45N,方向水平向左的恒定拉力,使其从静止开始沿导轨滑动,滑动过程中棒始终保持与导轨垂直且良好接触,图乙是棒的v-t图像,其中AO是图像在O点的切线,AB是图像的渐近线。除R以外,其余部分的电阻均不计。设滑动摩擦力等于最大静摩擦力。已知当棒的位移为100m时,其速度达到了最大速度10m/s。求:

(1)R的阻值;
(2)棒ab在题述运动过程中克服摩擦力做的功;
(3)在题述过程中电阻R上产生的焦耳热。

(1);(2);(3)

解析试题分析:(1)由图乙得起动瞬间:  (1分)
则:     
   (1分)
最终以速度匀速运动,则所受到有拉力、摩擦力和安培力的合力为零
       (1分)
     (1分)
联立可得:     (1分)
(2)棒克服摩擦力做功:    (1分)
(3)由能量关系可得电阻上产生的焦耳热:  (2分)
考点:电磁感应,功能关系,牛顿运动定律

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