题目内容

如图甲所示,水平放置足够长的平行金属导轨,左右两端分别接有一个阻值为R的电阻,匀强磁场与导轨平面垂直,质量m = 0.1 kg、电阻r =的金属棒置于导轨上,与导轨垂直且接触良好。现用一拉力F =(0.3+0.2t)N作用在金属棒上,经过2s后撤去F,再经过0.55s金属棒停止运动。图乙所示为金属棒的vt图象,g = 10m/s2。求:

1.金属棒与导轨之间的动摩擦因数;

2.整个过程中金属棒运动的距离;

3.从撤去F到金属棒停止的过程中,每个电阻R上产生的焦耳热。

 

【答案】

 

1.

2.m

3.

【解析】(1)在0-2s这段时间内,根据牛顿第二定律 有

                          (2分)

由图可知                             (1分)

又因              

联立解得                                     (1分)

                                     (1分)

(2) 在0--2s这段时间内的位移为   (1分)

设棒在2---2.55s时间内的位移为

棒在 t时刻,根据牛顿第二定律  有

                                 (1分)

在t到t+)时间内     

                             (1分)

                    (1分)

                                (1分)

代入数据得  m                                   

整个过程中金属棒运动的距离m         (1分)

(3)从撤去拉力到棒停止的过程中,根据能量守恒定律 有

                                  (2分)

J                                           (1分)

每个电阻R上产生的焦耳热J       (2分)

 

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