如圖1所示,光滑且足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在水平面上,導軌間距L=0.3m,導軌電阻忽略不計,其間連接有R=0.8Ω的固定電阻。導軌上放一質(zhì)量m=0.1kg,電阻r=0.4Ω的金屬桿ab,整個裝置處于垂直導軌平面向下,B=0.5T的勻強磁場中。現(xiàn)用水平向右的外力F拉金屬桿ab,使之由靜止開始向右運動,電壓傳感器(流過它的電流可忽略)可將R兩端的電壓U即時采集并輸入電腦,獲得的電壓U隨時間t變化的關(guān)系如圖2所示。求:
(1)t=4.0s時,通過金屬桿ab的感應(yīng)電流的大小和方向;
(2)金屬桿ab的速度V與時間t的關(guān)系式;
(3)4.0s內(nèi)通過電阻R的電荷量;
(4)若4.0s內(nèi)外力F做了2.7J的功,求4.0s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的電熱。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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