(10分)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻,一质量m=0.1kg,电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4T,棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2=2:1,导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,求:

(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q

(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2

(3)外力做的功WF

 

【答案】 4.5C    1.8J   5.4J

【解答】

4.5C    1.8J   5.4J

【解析】

试题分析:(1) 通过电阻R的电荷量     

由闭合电路欧姆定律有      

感应电动势       

联立以上各式,代入数据得  q =4.5C

(2)棒在撤去外力时的速度为v,由运动学公式得

由能量守恒得   J

 (3)  J

由能量守恒有: J

考点:闭合电路欧姆定律、能量守恒