Question

【题目】如图甲，电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置，ON及RQ与水平面的倾角θ＝53°，MO及PR部分的匀强磁场竖直向下，ON及RQ部分的磁场平行轨道向下，磁场的磁感应强度大小相同，两根相同的导体棒ab和cd分别放置在导轨上，与导轨垂直并始终接触良好．棒的质量m＝1.0 kg，R＝1.0 Ω，长度L＝1.0 m与导轨间距相同，棒与导轨间动摩擦因数μ＝0.5，现对ab棒施加一个方向水向右，按图乙规律变化的力F，同时由静止释放cd棒，则ab棒做初速度为零的匀加速直线运动，g取10 m/s2.

(1)求ab棒的加速度大小；

(2)求磁感应强度B的大小；

(3)若已知在前2 s内F做功W＝30 J，求前2 s内电路产生的焦耳热；

(4)求cd棒达到最大速度所需的时间．

Answer 1

【答案】(1) 1m/s2(2) 2T(3) Q=18J(4)t=5s

【解析】

(1)对ab棒：f=v=at

F-BIL-f=ma

F=m(g+a)+……………(1)

a==1m/s2

(2)当t=2s时，F=10N 由(1)

B==2T

(3)0-2s过程中，对a、b棒，由动能定理

知：x=at2=2m v=at=2m/s

W-x-Q=mv2

Q=18J

(4)当时间为t时，cd棒平衡，速度最大

N′=BIL+mgcos53°

f=N′

mgsin53°=f

mgsin53°=

解得：t=5s