题目内容
【题目】如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，磁感应强度B＝0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R＝0.50Ω的电阻，导轨宽度L＝0.40m。金属棒ab紧贴在导轨上，现使金属棒ab由静止开始下滑，通过传感器记录金属棒ab下滑的距离h与时间t的关系如下表所示。（金属棒ab和导轨电阻不计，g=10m/s2）求：
（1）在前0. 4s的时间内，金属棒ab中的平均电动势；
（2）金属棒的质量m；
（3）在前1.60s的时间内，电阻R上产生的热量QR 。
【答案】（1）E1＝0.3V；（2）m=0.04kg；（3）QR =1.82 J
【解析】
【试题分析】(1)根据表中实验数据，应用法拉第电磁感应定律求得金属棒ab电动势的平均值．(2)应用安培力公式与平衡条件求出金属杆的质量．(3)由能量守恒定律求出电阻产生的焦耳热．
(1)在前0.4s的时间内，金属棒ab下滑的距离为h=0.6m，
电动势平均值为：
(2)由表中实验数据可知，金属杆在1s以后在相等时间内的位移相等，金属杆做匀速直线运动，金属杆的最终速度为：v=s/t=5m/s
金属杆匀速运动时受到的安培力：
金属杆做匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得：
代入数据解得：m=0.04kg．
(3)在1.60s内，由能量守恒定律得：
mgh=12mv2+QR，
代入数据解得：QR=1.82J；
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