如图，两根质量、电阻均相同的金属棒MN、PQ分别置于光滑的金属导轨上，导轨水平和倾斜部分均处在垂直于导轨、强度相同的匀强磁场中，倾斜导轨与水平方向的夹角α=37°，不计导轨的电阻，MN与固定在水平导轨上的力传感器连接。现对PQ施加平行于倾斜导轨的随时间由0开始逐渐增大的作用力F1，使其在距导轨底端x=3m处由静止开始运动，棒与导轨始终垂直且接触良好，电脑显示MN受到力传感器水平向右的拉力F2与时间成正比，即F2=0.5t。MN始终保持静止状态，重力加速度g取10m/s2。
（1）判断PQ的运动情况，并说明理由。
（2）判断F1的方向，并写出F1的大小与时间t的关系式。
（3）求PQ运动到导轨底端时，速度v的大小。
（4）若PQ运动到底端的过程中，F1做功W=1.5J，则MN产生的焦耳热Q为多少？
【答案】（1）PQ做匀加速直线运动，理由见解析。
（2）F1的方向为沿着导轨向下，F1的大小与时间t的关系式为F1=0.5t。
（3）PQ运动到导轨底端时，速度v的大小为6m/s。
（4）若PQ运动到底端的过程中，F1做功W=1.5J，则MN产生的焦耳热Q为0.75J。
（2）F1的方向为沿着导轨向下，F1的大小与时间t的关系式为F1=0.5t。
（3）PQ运动到导轨底端时，速度v的大小为6m/s。
（4）若PQ运动到底端的过程中，F1做功W=1.5J，则MN产生的焦耳热Q为0.75J。
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：89引用：1难度：0.5
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