Question

相距L=1.5m的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量m₁=1kg的金屬棒ab和質(zhì)量m₂=0.27kg的金屬棒cd，均通過(guò)棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖1所示，虛線(xiàn)上方磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，虛線(xiàn)下方磁場(chǎng)的方向豎直向下，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同。ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.75，兩棒總電阻為1.8Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。ab棒在方向豎直向上、大小按圖2所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)cd棒也由靜止釋放。（g=10m/s²）

（1）求ab棒加速度的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

（2）已知在2s內(nèi)外力F做了26.8J的功，求這一過(guò)程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；

（3）求出cd棒達(dá)到最大速度所需的時(shí)間t₀，并在圖3中定性畫(huà)出cd棒所受摩擦力f_cd隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)。

 

 

Answer 1

解：

（1），

所以，                                  33.1（2分）

由圖2的截距可知，

，，                    33.2（2分）

由圖2的斜率可知，

，，                33.3（2分）

（2）

，                 33.4（2分）

，                                 33.5（2分）

（3）

，，所以有，

，，     33.6（2分）

33.7（2分）