题目内容
【题目】光滑平行的金属导轨MN和PQ，间距L=1.0m，与水平面之间的夹角α=30°，匀强磁场磁感应强度B=2.0T，垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R=2.0Ω的电阻，其它电阻不计，质量m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置，如图（a）所示。用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，由静止开始运动，vt图像如图（b）所示。g=10m/s2，导轨足够长。求：
(1)恒力F的大小；
(2)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小；
(3)前6s内电阻上产生的热量。
【答案】(1)
；(2)
；(3)
【解析】
(1)根据图像可知导体棒上升过程中的最大速度为
，则导体棒的安培力为
导体棒速度最大时，导体棒的加速度为0，根据平衡条件可知恒力大小为
(2)根据牛顿第二定律得
解得
(3)
图线中和时间轴围成的面积为位移，每个格子代表的距离为
则前
内的位移为
则
内根据动能定理得
解得电阻上产生的热量为
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