如图甲所示,水平放置足够长的平行金属导轨,左右两端分别接有一个阻值为R的电阻,匀强磁场与导轨平面垂直,质量m="0.1"kg、电阻r=的金属棒置于导轨上,与导轨垂直且接触

◎ 题目

如图甲所示,水平放置足够长的平行金属导轨,左右两端分别接有一个阻值为R的电阻,匀强磁场与导轨平面垂直,质量m =" 0.1" kg、电阻r =的金属棒置于导轨上,与导轨垂直且接触良好。现用一拉力F =(0.3+0.2t)N作用在金属棒上,经过2s后撤去F,再经过0.55s金属棒停止运动。图乙所示为金属棒的vt图象,g = 10m/s2。求:
小题1:金属棒与导轨之间的动摩擦因数;
小题2:整个过程中金属棒运动的距离;
小题3:从撤去F到金属棒停止的过程中,每个电阻R上产生的焦耳热。

◎ 答案


小题1:
小题2:m
小题3:

◎ 解析

(1)在0-2s这段时间内,根据牛顿第二定律 有
                         (2分)
由图可知                            (1分)
又因             
联立解得                                    (1分)
                                    (1分)
(2) 在0--2s这段时间内的位移为  (1分)
设棒在2---2.55s时间内的位移为
棒在 t时刻,根据牛顿第二定律 有
                                (1分)
在t到t+)时间内     
                            (1分)
                   (1分)
                               (1分)
代入数据得 m                                   
整个过程中金属棒运动的距离m        (1分)
(3)从撤去拉力到棒停止的过程中,根据能量守恒定律 有
                                 (2分)
J                                          (1分)
每个电阻R上产生的焦耳热J      (2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,水平放置足够长的平行金属导轨,左右两端分别接有一个阻值为R的电阻,匀强磁场与导轨平面垂直,质量m="0.1"kg、电阻r=的金属棒置于导轨上,与导轨垂直且接触…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
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