Question

相距L＝1.5 m的足夠長金屬導軌豎直放置，質量m₁＝1 kg的金屬棒ab和質量m₂＝0.27 kg的金屬棒cd，均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導軌上，如圖1所示，虛線上方磁場的方向垂直紙面向里，虛線下方磁場的方向豎直向下，兩處磁場磁感應強度大小相同．ab棒光滑，cd棒與導軌間動摩擦因數(shù)μ＝0.75，兩棒總電阻為1.8 Ω，導軌電阻不計．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，從靜止開始沿導軌勻加速運動，同時cd棒也由靜止釋放．(g＝10 m/s²)

(1)求ab棒加速度的大小和磁感應強度B的大小；

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

(3)求出cd棒達到最大速度所需的時間t₀，并在圖3中定性畫出cd棒所受摩擦力f_cd隨時間變化的圖線．

Answer 1

答案：
解析：

解：(1)， 　　所以，(2分) 　　由圖2的截距可知， 　　，，(2分) 　　由圖2的斜率可知， 　　，，(2分) 　　(2)，(2分) 　　 　　 　　，(2分) 　　(3)，，所以有， 　　，，(2分)