Question

（14分）如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距L=1m，兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接，一質(zhì)量m=0.5kg的導(dǎo)體桿與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，軌道的電阻可忽略不計(jì)。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運(yùn)動的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當(dāng)拉力達(dá)到最大時，導(dǎo)體桿開始做勻速運(yùn)動，當(dāng)位移s=2.5m時撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了一段距離s′后停止。已知在拉力F作用過程中，通過電阻R上電量q為1.25C。在滑行s′的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12J。求：

（1）請定性說明導(dǎo)體桿在滑行s′的過程中運(yùn)動情況；

（2）導(dǎo)體桿運(yùn)動過程中的最大速度v_m；

（3）拉力F的最大值F_m；

（4）拉力F作用過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。

 

Answer 1

（14分）解：

（1）加速度減小的減速運(yùn)動                                    （2分）

（2）設(shè)導(dǎo)體桿電阻為r

r=1Ω                                                     （2分）

                                                     （1分）

                                             （1分）

                                                 （1分）

（3）

                            （2分）

（4）由圖像可得：                                 （2分）

                                        （1分）

                         （1分）

                                               (1分)