Question

（2013上海市八校联考）如图甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=2.0m，R是连在导轨一端的电阻，质量m=1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨上，电压传感器与这部分装置相连。导轨所在空间有磁感应强度B=0.50T、方向竖直向下的匀强磁场。从t=0开始对导体棒ab施加一个水平向左的外力F，使其由静止开始沿导轨向左运动，电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中OA、BC段是直线，AB段是曲线。假设在从1.2s开始以后外力F的功率P=4.5W保持不变。导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。不计电压传感器对电路的影响。g取10m/s²。求：

（1）导体棒ab最大速度v_m的大小；

（2）在1.2s~2.4s的时间内，该装置产生的总热量Q；

（3）导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻R的值。

    (4 ) 若在1.2s~2.4s的时间内已知电阻R上产生的焦耳热是Q₁=2.95J，则在0~2.4s的时间内通过电阻R的电量为多少？

            

         

Answer 1

        同理，设t=2.4s时拉力为F₂，则有

                 

        根据牛顿第二定律有