Question

如圖甲所示，水平放置足夠長的平行金屬導軌，左右兩端分別接有一個阻值為R的電阻，勻強磁場與導軌平面垂直，質量m =" 0.1" kg、電阻r =的金屬棒置于導軌上，與導軌垂直且接觸良好。現用一拉力F =（0.3+0.2t）N作用在金屬棒上，經過2s后撤去F，再經過0.55s金屬棒停止運動。圖乙所示為金屬棒的v–t圖象，g = 10m/s²。求：
小題1:金屬棒與導軌之間的動摩擦因數；
小題2:整個過程中金屬棒運動的距離；
小題3:從撤去F到金屬棒停止的過程中，每個電阻R上產生的焦耳熱。

Answer 1

小題1:
小題2:m
小題3:J 

(1)在0-2s這段時間內，根據牛頓第二定律 有
                         （2分）
由圖可知                            （1分）
又因             
聯立解得 ，                                   （1分）
                                    （1分）
(2) 在0--2s這段時間內的位移為  （1分）
設棒在2---2.55s時間內的位移為，
棒在 t時刻，根據牛頓第二定律 有
                                （1分）
在t到t+（）時間內     
                            （1分）
                   （1分）
                               （1分）
代入數據得 m                                   
整個過程中金屬棒運動的距離m        （1分）
（3）從撤去拉力到棒停止的過程中，根據能量守恒定律 有
                                 （2分）
J                                          （1分）
每個電阻R上產生的焦耳熱J      （2分）