Question

如圖所示，電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌和水平放置，間接有阻值為的電阻，導(dǎo)軌相距，空間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場．質(zhì)量為，電阻為的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置，并接觸良好．用平行于向右的水平力拉動導(dǎo)體棒從靜止開始運(yùn)動，拉力的功率恒定為，經(jīng)過時間導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度．求

(1)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小．               

(2)這一過程中電阻上所產(chǎn)生的電熱．         

(3)換用恒力拉動導(dǎo)體棒從靜止開始運(yùn)動，導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度將為．求恒力的大小及當(dāng)導(dǎo)體棒速度為時的加速度．

Answer 1

（1）      

（2）  (3) ；

   

解析:

（1）導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度時，拉力與安培力大小相等，即

   ①………………………………(2分)

  ②………………………………(1分)

 ③………………………………(1分)

即  ④

解得： ………………………………(2分)

（2）由能量關(guān)系，產(chǎn)生總電熱

     ⑤………………………………(3分)

電阻上所產(chǎn)生的電熱

………………………………(3分)

（3）導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度時，拉力與安培力大小相等，即

       ⑥

由④⑥式解得  ⑦………………………………(2分)

當(dāng)速度為時加速度為，根據(jù)牛頓第二定律得：

  ⑧………………………………(2分)

由④⑦⑧式解得 ………………………………(2分)