Question

（1）若金屬棒有向右的初速度v₀，為使金屬棒保持v₀一直向右穿過(guò)各磁場(chǎng)，需對(duì)金屬棒施加一個(gè)水平向右的拉力，求金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)前拉力F₁的大小和進(jìn)入磁場(chǎng)后拉力F₂ 的大小；
（2）在（1）的情況下，求金屬棒從OO′開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到剛離開(kāi)第n 段磁場(chǎng)過(guò)程中，拉力所做的功；
（3）若金屬棒初速度為零，現(xiàn)對(duì)棒施以水平向右的恒定拉力F，使棒穿過(guò)各段磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)顯示出的電壓隨時(shí)間做周期性變化，如圖所示．從金屬棒進(jìn)入第一段磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，求整個(gè)過(guò)程中導(dǎo)軌左端電阻上產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

（1）
（2）
（3）

（1）當(dāng)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，
進(jìn)入磁場(chǎng)前，        …… ……… ……… ………… ………（1分）
進(jìn)入磁場(chǎng)后，        …… ………… ………… ………（1分）
          …… ………………… …… ………（1分）
              … ………………… …… ………（1分）
解得：          …… ………………… … ………（1分）
（2）金屬棒在磁場(chǎng)外運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，
           …………………………………（2分）
穿過(guò)n 段磁場(chǎng)過(guò)程中，        …  … …… … ………（2分）
所以拉力做功為：
         … ……（1分）
（3）金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，      … ………（1分）
穿過(guò)第一段磁場(chǎng)過(guò)程中，      ………（2分）
金屬棒從穿出第一段磁場(chǎng)到進(jìn)入第二段磁場(chǎng)的過(guò)程中，
          ……………………… …… ………（1分）
整個(gè)過(guò)程中電阻上產(chǎn)生的總熱量為：  …… ………（2分）
解得：     …………………… …… ………（1分）