Question

【題目】如圖所示，水平面內(nèi)固定有一對(duì)光滑的平行導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌之間的距離為l＝0.5 m，左端接有阻值R＝3 Ω的電阻，一質(zhì)量m＝0.1 kg，電阻r＝1 Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4 T．棒在水平向右的外力作用下，由靜止開(kāi)始以a＝2 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移x＝9 m時(shí)撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來(lái)，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1∶Q2＝1∶5。導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸．求：

(1)棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q

(2)該水平外力對(duì)導(dǎo)體棒做的功WF

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

（1）通過(guò)電阻的電荷量 又

所以

解得

（2）撤去外力時(shí)導(dǎo)體棒的速度

撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱

則撤去外力前回路中產(chǎn)生的焦耳熱

有外力作用在棒上的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得

解得