题目内容
【题目】如图甲,两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内,导轨间距为1.0m,左端连接阻值R=4.0Ω的定值电阻;匀强磁场磁感应强度B=0.5T、方向垂直导轨所在平面向下;质量m=0.2kg.长度L=1.0m、电阻r=1.0Ω的金属杆置于导轨上,向右运动并与导轨始终保持垂直且接触良好。t=0时对杆施加一平行于导轨方向的外力,杆运动的v-t图象如图乙所示。除定值电阻及金属杆外其余电阻不计,求:在t=2.0s时电阻R的功率及外力的大小和方向。
【答案】P=0.16W F=0.3N,方向水平向左
【解析】
根据v-t图象可知t=2.0s时,金属杆的速度大小为2.0 m/s,此时金属杆产生的感应电动势
①
回路中产生的感应电流②
电阻R的功率③
由运动学公式得其加速度大小④
金属杆受到的安培力大小⑤
由牛顿第二定律有 ⑥
联立①~⑥式解得P=0.16W ;F=0.3N,方向水平向左
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