Question

如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，一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＝0.40Ω的电阻，质量为m＝0.01kg、电阻为r＝0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，其下滑距离与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计，试求：

时   间t（s）	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7
下滑距离s（m）	0	0.1	0.3	0.7	1.4	2.1	2.8	3.5

1.当t＝0.7s时，重力对金属棒ab做功的功率；

2.金属棒ab在开始运动的0.7s内，电阻R上产生的热量；

3.从开始运动到t＝0.4s的时间内，通过金属棒ab的电量。

 

Answer 1

 

1.0.7W

2.0.06 J

3.0.2C

解析:（1）由表格中数据可知：金属棒先做加速度减小的加速运动，最后以7m/s匀速下落（）

P_G＝mgv＝0.01×10×7＝0.7W     

（2）根据动能定理：W_G＋W_安＝mv_t²－mv₀²      

W_安＝mv_t²－mv₀²－mgh＝×0.01×7²－0.01×10×3.5＝－0.105J

Q_R＝E_电＝×0.105＝0.06 J   

（3）当金属棒匀速下落时，G＝F_安    → mg＝BIL＝ 

解得：BL＝＝0.1  

电量q＝It＝＝＝0.2C