Question

（14分）如圖，豎直放置的足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ，有一垂直穿過導軌平面的勻強磁場，導軌上端M與P間拉一阻值R＝0．40Ω的電阻，質量為0．01Kg、電阻為r=0.30Ω的金屬棒ab緊貼導軌自由下滑，其下滑距離與時間的關系如下表，導軌電阻不計。（g=10m/s²）

時間t(s)	0	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7
下滑距離s(m)	0	0.1	0.3	0.7	1.4	2.1	2.8	3.5

(1).當t=0.7S時，重力對金屬棒做功的功率
（2）金屬棒在0.7S內，電阻R上產生的熱量
（3）從開始運動到0.4S的時間內，通過金屬棒的電荷量

Answer 1

（1）P=0.7W  （2）Q_R=0.06J  （3）q=0.2C

試題分析：（1）當t=7S時，速度（1分）
重力的功率P=mgv  (1分) 得P="0.7W" （1分）
（2）當t=7S時，下落高度為h₁，電路中總熱量為Q
根據功能關系(2分)得Q="0.105J" （1分）
電阻R產生的熱量（2分）得Q_R=0.06J（1分）
（3）當t=4S時，下落高度為h₂，導軌寬L，磁感應強度B
 （2分）
當t=7S時，已勻速（2分）得q=0.2C （1分）
點評：學生要清楚金屬棒是先做加速直線運動，再做勻速直線運動，能熟練運用速度的定義式，功率的公式，功能關系，電荷量的公式，安培力公式解相關問題。