题目内容
【题目】如图所示,水平面内固定有一对光滑的平行导轨,两导轨之间的距离为l=0.5 m,左端接有阻值R=3 Ω的电阻,一质量m=0.1 kg,电阻r=1 Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4 T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2 m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9 m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=1∶5。导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
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(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q
(2)该水平外力对导体棒做的功WF
【答案】(1)
(2) ![]()
【解析】
(1)通过电阻的电荷量
又![]()
所以![]()
解得
(2)撤去外力时导体棒的速度
撤去外力后回路中产生的焦耳热
则撤去外力前回路中产生的焦耳热![]()
有外力作用在棒上的过程中,由动能定理得
解得
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